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Die Erfindung betrifft eine MR-Lokalspule sowie eine Magnetresonanzvorrichtung.
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In der Medizintechnik zeichnet sich die Bildgebung mittels Magnetresonanz (MR), auch Magnetresonanztomographie (MRT, engl. Magnetic Resonance Imaging, MRI) genannt, durch hohe und variable Weichteilkontraste aus. Hierbei werden mit Hilfe einer Magnetresonanzvorrichtung hochfrequente Anregungspulse in ein Untersuchungsobjekt eingestrahlt, welches in der Regel ein Patient ist. Dadurch werden im Patienten Magnetresonanzsignale ausgelöst. Die Magnetresonanzsignale werden als Messdaten von der Magnetresonanzvorrichtung empfangen und zur Rekonstruktion von Magnetresonanzabbildungen verwendet.
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Oftmals erfolgt der Empfang der Magnetresonanzsignale mit so genannten MR-Lokalspulen (engl. local coils), die auch Oberflächenspulen (engl. surface coils) genannt werden. Dies sind üblicherweise Antennensysteme, die in unmittelbarer Nähe auf (anterior) und/oder unter (posterior) dem Patienten angebracht werden. Ein solches Antennensystem weist in der Regel ein oder mehrere elektrische Leiterschleifen auf, die oftmals auch Spulenelemente oder Antennenelemente genannt werden. Bei einer MR-Messung induzieren die Magnetresonanzsignale in den einzelnen Leiterschleifen der MR-Lokalspule eine Spannung, die als Messdaten ausgelesen und an eine Auswerteeinheit der Magnetresonanzvorrichtung zur Rekonstruktion von Magnetresonanzabbildungen weitergeleitet werden.
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Ein generelles Ziel bei dem Empfang der Magnetresonanzsignale ist, die Spulenelemente so nah wie möglich an den Patienten zu bringen, um damit ein möglichst hohes Signal-Rausch-Verhältnis zu erreichen. Die bekannten Lösungen können dabei in starre und flexible MR-Lokalspulen unterteilt werden.
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Starre MR-Lokalspulen, wie z.B. für Kopfuntersuchungen, sind möglichst optimal an die Anatomie des Patienten angepasst mit dem Ziel, einen möglichst hohen Anteil der potentiellen Patienten abzudecken. Für Patienten mit kleinen oder mittleren Anatomieabmessungen wird in der Regel nicht die optimale Bildqualität erreicht, da die Spulenelemente zu weit vom Patienten entfernt liegen.
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Flexible konventionelle MR-Lokalspulen können sich an die Anatomie des Patienten anpassen, allerdings nur bis zu einem gewissen Grad. Insbesondere gelingt die Anpassung an dreidimensional geformte Anatomien oft nur unzureichend. Beispielsweise kommt es dabei zu Auswölbungen und/oder Abstehen von Teilbereichen der MR-Lokalspule.
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Als Aufgabe der vorliegenden Erfindung kann insbesondere angesehen werden, die Anformbarkeit von MR-Lokalspulen zu verbessern.
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Die Aufgabe wird durch die Merkmale der unabhängigen Ansprüche gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den abhängigen Ansprüchen beschrieben.
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Demnach wird eine MR-Lokalspule vorgeschlagen, die mehrere Substrate umfasst. Auf den Substraten ist jeweils zumindest eine Leiterschleife angeordnet. Die mehreren Substrate bilden eine gemeinsame virtuelle Fläche. Die MR-Lokalspule ist ausgebildet, dass eine Verschiebung der Substrate gegeneinander tangential zu der virtuellen Fläche möglich ist. Die Substrate sind also tangential zu der virtuellen Fläche gegeneinander verschiebbar.
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Insbesondere sind die Substrate derart miteinander verbunden, dass eine Verschiebung der Substrate gegeneinander tangential zu der virtuellen Fläche möglich ist.
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Unter einem Substrat kann ein, insbesondere flächiges, Trägermaterial für die Leiterschleifen verstanden werden. Die Leiterschleifen sind vorzugsweise fest und/oder starr und/oder flächig mit den Substraten verbunden. Beispielsweise sind die Leiterschleifen auf den Substraten aufgedruckt und/oder aufgeklebt. Die Leiterschleifen können insbesondere einseitig oder beidseitig auf den Substraten aufgebracht sein. Beidseitig aufgebrachte Leiterschleifen können durch Durchkontaktierungen (engl. vias) von einer Seite auf die andere verbunden sein, um an Kreuzungspunkten zweier Leiterschleifen Kurzschlüsse zu vermeiden.
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Die Substrate sind üblicherweise elektrisch isolierend. Die Leiterschleifen sind üblicherweise elektrisch leitfähig. Dadurch können vorteilhafterweise elektromagnetische Signale eine elektrische Spannung in der Leiterschleife induzieren.
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Die Substrate können insbesondere in einer zweidimensionalen Matrix angeordnet sein. Die Substrate, insbesondere deren Oberflächen, weisen vorzugsweise eine zweidimensionale Struktur auf, die parallel zur virtuellen Fläche der Substrate angeordnet ist.
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Idealerweise ist der Normalenvektor in jedem Punkt auf der Oberfläche des Substrats parallel zum Normalenvektor der virtuellen Fläche im Projektionspunkt dieses Punkts auf der Oberfläche des Substrats.
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Die virtuelle Fläche kann insbesondere eben oder gekrümmt sein. Die virtuelle Fläche ist vorzugsweise eine reguläre und/oder differenzierbare Fläche, so dass an jeder Stelle der Substratfläche eine Tangentialebene angelegt werden kann. Die virtuelle Fläche weist idealerweise keine Ecken und/oder Kanten auf.
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Die realen Oberflächen der Substrate können durchaus Ecken und/oder Kanten aufweisen. Die virtuelle Fläche kann insbesondere als theoretisches und/oder idealisiertes zweidimensionales geometrisches Objekt aufgefasst werden, das im Detail von den realen Oberflächen der Substrate abweichen kann. Insbesondere kann die virtuelle Fläche als eine Mittelfläche einer Einhüllenden der Substrate aufgefasst werden.
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Vorzugsweise überlappen die Projektionen der Substrate, insbesondere der Leiterschleifen, auf die virtuelle Fläche zumindest teilweise.
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Vorzugsweise sind die Substrate in einem Überlappungsbereich der Projektionen der Substrate auf die virtuelle Fläche parallel zueinander ausgerichtet.
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Die Substrate können tangential zu der virtuellen Fläche gegeneinander verschoben werden, d.h. die Substrate können ihre relative Position ändern. Unter der tangentialen Verschiebung kann insbesondere auch eine laterale Verschiebung in der virtuellen Fläche bzw. parallel zur virtuellen Fläche verstanden werden.
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Eine solche mögliche Verschiebung der Substrate kann insbesondere eine Translation und/oder eine Rotation der Substrate umfassen. Vorzugsweise umfasst eine mögliche Verschiebung der Substrate eine Komponente, die sich nicht durch eine Rotation beschreiben lässt.
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Vorzugsweise beträgt die mögliche Verschiebung zweier Substrate gegeneinander dabei mindestens 5 mm. Vorzugsweise beträgt eine mögliche Verschiebung zweier Substrate gegeneinander höchstens 30 mm.
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Durch die tangentiale Verschiebbarkeit der Substrate kann die dreidimensionale Anformung der MR-Lokalspule verbessert werden, weil sich die Substrate durch die Bewegungsfreiheit, die die Verschiebung ermöglicht, flexibler anpassen lassen. Verschiedenste Formen und/oder Durchmesser von Untersuchungsobjekten können noch enganliegender umschlossen werden.
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Positioniert beispielsweise ein Bedienpersonal einer Magnetresonanzvorrichtung die MR-Lokalspule an einem Patienten, ordnen sich die Substrate relativ zueinander vorteilhaft an, indem sie sich so gegeneinander verschieben, dass die Leiterschleifen näher an den Patienten gebracht werden können. Etwaige Messdaten, die durch die Leiterschleifen erfasst werden können, weisen vorteilhafterweise ein höheres Signal-Rausch-Verhältnis auf.
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Durch die bessere Anformbarkeit kann die Flexibilität in der Anwendung der MR-Lokalspule gesteigert werden (z.B. Untersuchung sowohl von großen als auch kleinen Knie, mit und ohne Verband, andere Winkel von Gelenken etc.). Funktionelle Bildgebung kann ermöglicht bzw. verbessert werden.
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Ferner wird bei einer erfindungsgemäßen MR-Lokalspule im Vergleich zu einer konventionellen MR-Lokalspule, die ein durchgehendes Substrat aufweist, der Druck, der bei Anformung an ein Objekt entsteht, weniger auf das Substratmaterial geleitet, sondern auf die verschiebbaren Bereiche aufgefangen. Ein möglicher Vorteil besteht darin, das Risiko von Leiterschleifenbrüchen zu reduzieren.
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Eine weitere Ausführungsform der MR-Lokalspule sieht vor, dass zumindest eines der Substrate zwei oder mehr Leiterschleifen aufweist. Vorzugsweise weist jedes Substrat 3 bis 4 Leiterschleifen auf. Mehrere Leiterschleifen auf einem Substrat können somit einen Cluster von Leiterschleifen bilden. Mehrere Cluster können wiederum ein Antennenarray bilden. Vorzugsweise beträgt die Fläche eines Substrats zwischen 50 und 3000 cm2, insbesondere zwischen 100 und 500 cm2
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Durch eine Zusammenfassung von mehreren Leiterschleifen auf einem Substrat bzw. die Bildung eines Clusters kann mehr Platz für die mögliche Verschiebung bereitgestellt werden, so dass die Länge der möglichen Verschiebung zwischen zwei benachbarten Substraten größer wird.
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Vorzugsweise weist jedes Substrat höchstens 12, insbesondere höchstens 6, Leiterschleifen auf. Bei zunehmender Anzahl an Leiterschleifen auf einem Substrat wird in der Regel auch die Größe des Substrats größer, worunter die Anformbarkeit des Gesamtsystems leiden kann.
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Eine weitere Ausführungsform der MR-Lokalspule sieht vor, dass die Substrate und/oder die Leiterschleifen biegbar sind. Vorzugsweise sind die Substrate und/oder die Leiterschleifen reversibel und/oder zerstörungsfrei biegbar. Vorzugsweise besteht das Substrat aus einem oder mehreren flexiblen Materialien. Vorzugsweise ist das Substrat ausreichen dünn, insbesondere zwischen 50 bis 300 µm, so dass eine ausreichende Biegsamkeit gegeben ist. Durch die Biegsamkeit des Substrats kann sich die MR-Lokalspule besser an das Untersuchungsobjekt anformen.
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Je nach Biegungszustand der Substrate ändert sich natürlich auch die Form der virtuellen Fläche, auf welche sich die mögliche tangentiale Verschiebung der Substrate bezieht.
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Vorzugsweise sind die Substrate in tangential zu der virtuellen Fläche nicht dehnbar. Dadurch lässt sich die Verschiebbarkeit der Substrate tangential zu der virtuellen Fläche besser kontrollieren.
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Eine weitere Ausführungsform der MR-Lokalspule sieht vor, dass die Substrate ein Leiterplattenmaterial (engl. printed circuit board, PCB), wie z.B. FR4, PEN, PET und/oder Polyimid, umfassen. Vorzugsweise bestehen die Substrate aus Leiterplattenmaterial. Leiterplattenmaterial ist günstig und lässt sich hochpräzise, reproduzierbar und vollautomatisiert verarbeiten. Außerdem kann Leiterplattenmaterial ohne großen Aufwand brandsicher (insbesondere gemäß Brandschutzklasse UL-V0) ausgeführt werden.
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Eine weitere Ausführungsform der MR-Lokalspule sieht vor, dass die MR-Lokalspule Mittel umfasst, um eine mögliche Verschiebung der tangential zu der virtuellen Fläche zu begrenzen. Dadurch lässt sich die Verschiebbarkeit der Substrate tangential zu der virtuellen Fläche besser kontrollieren.
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Eine weitere Ausführungsform der MR-Lokalspule sieht vor, dass benachbarte Substrate mit zumindest einer Verbindungsvorrichtung verbunden sind, welche eine mögliche Verschiebung der Substrate tangential zu der virtuellen Fläche begrenzt.
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Mit einer solchen Verbindungsvorrichtung können insbesondere einerseits Substrate verbunden werden, andererseits auch die mögliche Verschiebung kontrolliert werden.
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Eine weitere Ausführungsform der MR-Lokalspule sieht vor, dass die zumindest eine Verbindungsvorrichtung ein Verbindungselement umfasst, das durch jeweils eine Ausnehmung benachbarter Substrate geführt ist.
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Das Verbindungselement kann beispielsweise als Stift, Doppelpilzkopf, Niet und/oder Druckknopf ausgeführt werden. Ein möglicher Vorteil besteht darin, dass eine gezielt einstellbare, laterale Verschiebung ermöglicht wird.
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Eine weitere Ausführungsform der MR-Lokalspule sieht vor, dass zumindest eine der Ausnehmungen in einer ersten Richtung tangential zu der virtuellen Fläche eine größere Erstreckung aufweist als in einer dazu senkrechten Richtung tangential zu der virtuellen Fläche. Die Ausnehmung kann beispielsweise oval sein oder die Form eines Langlochs aufweisen.
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Ein möglicher Vorteil besteht darin, dass damit die Richtung der möglichen Verschiebung tangential zu der virtuellen Fläche besser und umfassender kontrolliert werden kann.
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Eine weitere Ausführungsform der MR-Lokalspule sieht vor, dass die MR-Lokalspule eine Hülle umfasst, die die Substrate zumindest teilweise, insbesondere vollständig, umschließt. Insbesondere können die Substrate in der Hülle angeordnet sein. Ein möglicher Vorteil der Hülle besteht darin, dass die Substrate mit den Leiterschleifen besser geschützt werden kann.
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Eine weitere Ausführungsform der MR-Lokalspule sieht vor, dass die Hülle eine mögliche Verschiebung der Substrate tangential zu der virtuellen Fläche begrenzt. Die Umhüllung kann vorteilhafterweise neben ihrer Schutzfunktion insbesondere vor mechanischen Beschädigungen derart gestaltet sein, dass sie gleichzeitig für eine Begrenzung der mögliche Verschiebung der Substrate sorgt.
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Ein weiterer möglicher Vorteil kann darin bestehen, dass auf eine etwaige Verbindungsvorrichtung zur Begrenzung der möglichen Verschiebung der Substrate verzichtet werden kann.
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Eine weitere Ausführungsform der MR-Lokalspule sieht vor, dass die Hülle eine erste Schicht und eine zweite Schicht umfasst, die parallel zu der virtuellen Fläche angeordnet ist,
wobei die Substrate zwischen der ersten Schicht und der zweiten Schicht angeordnet sind, wobei die erste Schicht einen ersten Rand aufweist und die zweite Schicht einen zweiten Rand aufweist, wobei der erste Rand und der zweite Rand miteinander verbunden sind und einen gemeinsamen Rand bilden.
Dabei begrenzt der gemeinsame Rand eine mögliche Verschiebung der Substrate tangential zu der virtuellen Fläche.
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Insbesondere kann das Substrat einen Rand aufweisen, der in einer mittleren Position einen Abstand von dem gemeinsamen Rand der Hülle aufweist. Als mittlere Position kann beispielsweise eine Position angesehen werden, in der der kleinste Abstand des Rands des Substrats zu einem gemeinsamen Rand der Hülle maximal ist.
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Ausgehend von dieser mittleren Position kann dann das Substrat um diesen Abstand verschoben werden, bis der Rand des Substrats auf den gemeinsamen Rand der Hülle stößt, wodurch eine Begrenzung der Verschiebung gegeben ist.
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Vorzugsweise begrenzt der gemeinsame Rand der Hülle einen Durchbruch in der Hülle. Dann sorgen die Durchbrüche in der Hülle gleichzeitig für eine bessere Luftzirkulation. Außerdem kann durch den Durchbruch das Gewicht der MR-Lokalspule reduziert werden.
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Dabei weist vorzugsweise auch das Substrat einen Durchbruch auf, dessen Erstreckung größer ist als die Erstreckung des Durchbruchs der Umhüllung. Die Differenz der Erstreckungen bestimmt dann vorzugsweise den Abstand des Rands des gemeinsamen Rands der Hülle von dem Rand des Substrats.
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Haben beispielsweise der Durchbruch der Hülle die Form eines Kreises mit dem Durchmesser D1 und der Durchbruch des Substrates die Form eines Kreises mit dem Durchmesser D2 < D1 und sind die Kreise konzentrisch angeordnet, so dass sich das Substrat in einer mittleren Position befindet, so ist der Rand des Substrats vom gemeinsamen Rand der Hülle um (D1-D2)/2 beabstandet. Aus dieser mittleren Position kann das Substrat - sofern es nicht gegen einen anderes Hindernis, insbesondere einen anderen Rand, stößt - maximal um diesen Abstand verschoben werden.
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Eine weitere Ausführungsform der MR-Lokalspule sieht vor, dass zumindest zwei Substrate eine gleiche Form aufweisen.
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Durch die Mehrfachverwendung einer Substratform, kann die MR-Lokalspule günstiger hergestellt werden.
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Eine weitere Ausführungsform der MR-Lokalspule sieht vor, dass zumindest auf einem Teil der Substrate eine Elektronikeinheit angeordnet ist. Die Elektronikeinheit kann beispielsweise einen Vorverstärker umfassen.
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Vorzugsweise ist die Elektronikeinheit mit mehreren Leiterschleifen eines Substrats verbunden und/oder gekoppelt. Somit kann vorteilhafterweise die Elektronik insgesamt gebündelt und/oder konzentriert werden. Dies erlaubt beispielsweise eine größere Anzahl an Durchbrüchen in der MR-Lokalspule und damit eine besser Luftzirkulation.
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Ferner wird eine Magnetresonanzvorrichtung mit zumindest einer vorab beschriebenen MR-Lokalspule vorgeschlagen.
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Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus den im Folgenden beschriebenen Ausführungsbeispielen sowie anhand der Zeichnungen. Einander entsprechende Teile sind in allen Figuren mit den gleichen Bezugszeichen versehen.
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Es zeigen:
- 1 eine Magnetresonanzvorrichtung mit einer MR-Lokalspule,
- 2 eine MR-Lokalspule mit gegeneinander verschiebbaren Substraten,
- 3-7 verschiedene Mittel, um eine mögliche Verschiebung begrenzen,
- 8 ein Substrat mit drei elektrischen Leiterschleifen,
- 9-10 eine Array mit 8 Substraten mit drei elektrischen Leiterschleifen,
- 11 Substrate mit elektrischen Leiterschleifen unterschiedlicher Anzahl.
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In 1 ist eine Magnetresonanzvorrichtung 10 schematisch dargestellt. Die Magnetresonanzvorrichtung 10 umfasst eine Magneteinheit 11, die einen Hauptmagneten 12 zu einem Erzeugen eines starken und insbesondere zeitlich konstanten Hauptmagnetfelds 13 aufweist. Zudem umfasst die Magnetresonanzvorrichtung 10 einen Patientenaufnahmebereich 14 zu einer Aufnahme eines Patienten 15. Der Patientenaufnahmebereich 14 im vorliegenden Ausführungsbeispiel ist zylinderförmig ausgebildet und in einer Umfangsrichtung von der Magneteinheit 11 zylinderförmig umgeben. Grundsätzlich ist jedoch eine davon abweichende Ausbildung des Patientenaufnahmebereichs 14 jederzeit denkbar. Der Patient 15 kann mittels einer Patientenlagerungsvorrichtung 16 der Magnetresonanzvorrichtung 10 in den Patientenaufnahmebereich 14 geschoben werden. Die Patientenlagerungsvorrichtung 16 weist hierzu einen innerhalb des Patientenaufnahmebereichs 14 bewegbar ausgestalteten Patiententisch 17 auf.
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Die Magneteinheit 11 weist weiterhin eine Gradientenspuleneinheit 18 zu einer Erzeugung von Magnetfeldgradienten auf, die für eine Ortskodierung während einer Bildgebung verwendet werden. Die Gradientenspuleneinheit 18 wird mittels einer Gradientensteuereinheit 19 der Magnetresonanzvorrichtung 10 gesteuert. Die Magneteinheit 11 umfasst weiterhin eine Hochfrequenzantenneneinheit 20, welche im vorliegenden Ausführungsbeispiel als fest in die Magnetresonanzvorrichtung 10 integrierte Körperspule ausgebildet ist. Die Hochfrequenzantenneneinheit 20 ist zu einer Anregung von Atomkernen, die sich in dem von dem Hauptmagneten 12 erzeugten Hauptmagnetfeld 13 einstellt, ausgelegt. Die Hochfrequenzantenneneinheit 20 wird von einer Hochfrequenzantennensteuereinheit 21 der Magnetresonanzvorrichtung 10 gesteuert und strahlt hochfrequente Magnetresonanzsequenzen in einen Untersuchungsraum ein, der im Wesentlichen von einem Patientenaufnahmebereich 14 der Magnetresonanzvorrichtung 10 gebildet ist. Die Hochfrequenzantenneneinheit 20 ist weiterhin zum Empfang von Magnetresonanzsignalen ausgebildet.
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Zu einer Steuerung des Hauptmagneten 12, der Gradientensteuereinheit 19 und zur Steuerung der Hochfrequenzantennensteuereinheit 21 weist die Magnetresonanzvorrichtung 10 eine Systemsteuereinheit 22 auf. Die Systemsteuereinheit 22 steuert zentral die Magnetresonanzvorrichtung 10, wie beispielsweise das Durchführen einer vorbestimmten bildgebenden Gradientenechosequenz. Zudem umfasst die Systemsteuereinheit 22 eine nicht näher dargestellte Auswerteeinheit zu einer Auswertung von Messdaten, die während der Magnetresonanzuntersuchung erfasst werden. Des Weiteren umfasst die Magnetresonanzvorrichtung 10 eine Benutzerschnittstelle 23, die mit der Systemsteuereinheit 22 verbunden ist. Steuerinformationen wie beispielsweise Bildgebungsparameter, sowie rekonstruierte Magnetresonanzbilder können auf einer Anzeigeeinheit 24, beispielsweise auf zumindest einem Monitor, der Benutzerschnittstelle 23 für ein medizinisches Bedienpersonal angezeigt werden. Weiterhin weist die Benutzerschnittstelle 23 eine Eingabeeinheit 25 auf, mittels der Informationen und/oder Parameter während eines Messvorgangs von dem medizinischen Bedienpersonal eingegeben werden können.
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Die Magnetresonanzvorrichtung weist ferner eine MR-Lokalspule 100 auf, die mit der Hochfrequenzantennensteuereinheit 21 verbunden ist. Die MR-Lokalspule 100 ist zum Senden von hochfrequenten Signalen (HF-Signale) und/oder zum Empfangen von Magnetresonanzsignalen ausgebildet ist und wird beispielhaft in den folgenden Figuren näher beschrieben.
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In 2 ist eine MR-Lokalspule 100 mit drei Substraten 101, 102, 103 dargestellt. Auf den Substraten 101, 102, 103 sind jeweils zwei Leiterschleifen 150 angeordnet. Die Substrate 101, 102, 103 bilden eine gemeinsame virtuelle Fläche F und sind tangential zu dieser Fläche F gegeneinander verschiebbar. In diesem Beispiel sind kann eine mögliche Verschiebung entlang der Richtung T1 oder entlang der Richtung T2 oder entlang einer Kombination aus beiden Richtungen T1 und T2 erfolgen.
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Die Projektionen der Substrate 101 und 102 sowie der Substrate 102 und 103 auf die virtuelle Fläche F überlappen jeweils. Ferner überlappen die Projektionen von Leiterschleifen 150 benachbarter Substrate 101 und 102 sowie 102 und 103.
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Die Substrate 101, 102, 103 sind biegbar, so dass sie beispielsweise reversibel aus einem ebenen Zustand in den in 2 gezeigten gekrümmten Zustand gebracht werden können. Um dies zu ermöglichen, können die Substrate 101, 102, 103 beispielsweise aus einem dünnen Leiterplattenmaterial bestehen.
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Die MR-Lokalspule 100 umfasst ferner Mittel 110, um eine mögliche Verschiebung tangential zu der virtuellen Fläche F zu begrenzen. Verschiedene Varianten solcher Mittel 110 werden der folgenden Figuren näher erläutert.
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In 3 sind zwei benachbarte Substrate 101, 102 dargestellt. Die virtuelle Fläche verläuft hier in horizontaler Richtung beispielsweise senkrecht zur Zeichenebene. Die mögliche tangentiale Verschiebung T der Substrate 101, 102 tangential zu der virtuellen Fläche wird mit Hilfe eines Mittels 110 begrenzt. Dieses Mittel 110 dient als gleichzeitig dazu, die Substrate 101, 102 miteinander zu verbinden, d.h. es stellt eine mögliche Verbindungsvorrichtung dar.
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Die Verbindungsvorrichtung umfasst ein Verbindungselement in Form eines Stifts 111, welches durch jeweils eine Ausnehmung der Substrate 101, 102 geführt ist. Zur Fixierung des Stifts an den Substraten 101, 102 weist die Verbindungsvorrichtung ferner auf beiden Seiten des Stifts einen Pilzkopf 112 auf.
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Das obere Substrat 101 kann beispielsweise nach rechts verschoben werden, bis der linke Rand der Ausnehmung dieses Substrats 101 an den Stift 111 stößt. Das untere Substrat 102 kann beispielsweise nach links verschoben werden, bis der rechte Rand der Ausnehmung dieses Substrats 102 an den Stift 111 stößt.
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Wie in 4 dargestellt wird, kann das Mittel 110 auch einen Stift 110 umfassen, der an einem Ende an einem Substrat 102 befestigt ist und durch eine Ausnehmung des Substrats 101 geführt ist. Im oberen Zustand ist das obere Substrat 101 tangential zu der virtuellen Fläche, die auch hier wieder in horizontaler Richtung verläuft, gegenüber dem Substrat 102 maximal nach links verschoben und im unteren Zustand maximal nach rechts verschoben.
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In 5 wird eine Draufsicht auf zwei Substrate 101, 102 gezeigt, die über ein Mittel zur Begrenzung der Verschiebung der Substrate 101, 102 tangential zur virtuellen Fläche miteinander verbunden ist. Die virtuelle Fläche verläuft hier in der Zeichenebene. Das Substrat weist eine Ausnehmung auf, die in x-Richtung eine größere Erstreckung dx aufweist als die Erstreckung dy in der dazu senkrechten y-Richtung. Dadurch kann die Richtung der möglichen Verschiebung tangential zu der virtuellen Fläche genau eingestellt werden.
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In 6 und 7 ist eine MR-Lokalspule 100 mit einer Hülle 115 dargestellt, in der die Substrate 101, 102 angeordnet sind. Hierbei begrenzt die Hülle 115 eine mögliche Verschiebung der Substrate 101, 102 tangential zu der virtuellen Fläche, die in 6 senkrecht zur Zeichenebene in horizontaler Richtung verläuft und in 7 in der Zeichenebene verläuft.
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Die Hülle 115 umfasst eine erste Schicht 116 und eine zweite Schicht 117 umfasst, die parallel zu der virtuellen Fläche angeordnet sind, wobei die Substrate 101, 102, zwischen der ersten Schicht 116 und der zweiten Schicht angeordnet sind 117. Dabei weist die erste Schicht 116 einen ersten Rand und die zweite Schicht 117 einen zweiten Rand auf, wobei der erste Rand und der zweite Rand miteinander verbunden sind und einen gemeinsamen Rand 118 bilden. Die Substrate 101, 102 weisen ebenso seitliche Ränder auf, der in einer maximalen Verschiebungsposition den gemeinsamen Rand 108 der Hülle 115 berührt. Somit begrenzt der gemeinsame Rand 118 eine mögliche Verschiebung der Substrate tangential zu der virtuellen Fläche. In der dargestellten Situation ist das Substrat 101 maximal nach rechts verschoben und das Substrat 102 maximal nach links.
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Ein Substrat kann eine unterschiedliche Anzahl an Leiterschleifen aufweisen, wie in 10 gezeigt wird. Hier sind Beispiele dargestellt, bei denen ein Substrat 101 zwischen ein und vier Leiterschleifen aufweist. Eine Bündelung von drei Leiterschleifen auf einem Substrat wird besonders vorteilhaft angesehen.
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In der Mitte der Gruppierung Leiterschleifen (bzw. am Rand bei nur einer Leiterschlaufe) befindet sich ein starrer Bereich für eine Elektronikeinheit 130, insbesondere eine Elektronikanbindung.
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Signale aus den Elektronikeinheit 130 können beispielsweise von Substrat zu Substrat weitergegeben und intern gebündelt, oder einzeln aus Substraten geführt und extern gebündelt werden.
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Beispielhaft ist in 8 ein Substrat 101 mit drei Leiterschleifen 150 und einer Elektronikeinheit 150 dargestellt.
Eine MR-Lokalspule kann beispielsweise acht solcher Substrate 101, 102, 103, 104, 105, 106, 107, 108 umfassen, indem diese zu einem 8x3-Spulenarray zusammengesetzt wird, wie es in 9 dargestellt ist. Die acht Substrate 101, 102, 103, 104, 105, 106, 107, 108 weisen alle die gleiche Form auf.
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In den Bereichen, die durch die gestrichelten Linien angedeutet werden, befinden sich beweglichen Bereiche bzw. Überlappe der Leiterschleifen. Darüber hinaus sind auch fixe Überlappe 151 innerhalb eines Substrats möglich, wie in 8 gezeigt wird.
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10 zeigt eine an einen dreidimensionalen Körper angepasste Anordnung von Substraten 101, 102, 103, 104, 105, 106, 107, 108, die mittels Verbindungsvorrichtungen verbunden sind, die gleichzeitig als Mittel 110 zur Begrenzung ihrer tangentialen Verschiebung dienen.
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Es wird abschließend noch einmal darauf hingewiesen, dass es sich bei den vorhergehend detailliert beschriebenen MR-Lokalspulen lediglich um Ausführungsbeispiele handelt, welche vom Fachmann in verschiedenster Weise modifiziert werden können, ohne den Bereich der Erfindung zu verlassen. Weiterhin schließt die Verwendung der unbestimmten Artikel „ein“ bzw. „eine“ nicht aus, dass die betreffenden Merkmale auch mehrfach vorhanden sein können. Ebenso schließt der Begriff „Einheit“ nicht aus, dass die betreffenden Komponenten aus mehreren zusammenwirkenden Teil-Komponenten bestehen, die gegebenenfalls auch räumlich verteilt sein können.
