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Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur aktiven Störunterdrückung in einem Magnetresonanztomographen und ein Verfahren zum Betrieb des Magnetresonanztomographen.
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Magnetresonanztomographen sind bildgebende Vorrichtungen, die zur Abbildung eines Untersuchungsobjektes Kernspins des Untersuchungsobjektes mit einem starken äußeren Magnetfeld ausrichten und durch ein magnetisches Wechselfeld zur Präzession um diese Ausrichtung anregen. Die Präzession bzw. Rückkehr der Spins aus diesem angeregten in einen Zustand mit geringerer Energie wiederum erzeugt als Antwort ein magnetisches Wechselfeld, 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. Zum Empfang des Signals werden vorzugsweise lokale Empfangsantennen, sogenannte Lokalspulen verwendet, die zur Erzielung eines besseren Signal-Rauschabstandes unmittelbar am Untersuchungsobjekt angeordnet werden. Die Empfangsantennen können auch in einer Patientenliege verbaut sein.
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Magnetresonanztomographen erfordern eine Hochfrequenzabschirmung. Zur Anregung der Kernspins werden Hochfrequenzimpulse mit Leistungen im Kilowattbereich erzeugt, die nur teilweise im Patienten absorbiert werden. Radiowellen, die die Patientendurchführung verlassen, werden in den Raum abgestrahlt und müssen daher zur Einhaltung von Emissionsgrenzwerten abgeschirmt werden.
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Deshalb werden im Stand der Technik um einen Magnetresonanztomographen aufwändige Schirmkabinen installiert, um sowohl Emissionen als auch Immissionen zu reduzieren.
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Aus der Patentanmeldung
WO 2019068687 A2 ist ein Verfahren bekannt, Emissionen durch destruktive Interferenzen zu reduzieren. Die Bedingungen ändern sich jedoch zwischen Untersuchungen oder sogar während der Dauer einer einzelnen Untersuchung.
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Es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, Emissionen des Magnetresonanztomographen während einer Bilderfassung zu reduzieren.
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Die Aufgabe wird durch einen erfindungsgemäßen Magnetresonanztomographen nach Anspruch 1 sowie durch ein erfindungsgemäßes Verfahren zum Betrieb des Magnetresonanztomographen nach Anspruch 7 gelöst.
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Der erfindungsgemäße Magnetresonanztomograph weist einen Störunterdrückungssender und einer Störunterdrückungsantenne auf, die von dem Störunterdrückungssender mit einem Hochfrequenzsignal zur Emission angesteuert werden kann. Die Störunterdrückungsantenne ist in einem Abstand zu dem Patiententunnel angeordnet. Die Störunterdrückungsantenne oder auch eine Mehrzahl an Störunterdrückungsantennen ist außerhalb des Patiententunnels angeordnet, beispielsweise an der Öffnung oder darum herum. Denkbar ist auch eine Anordnung in einem größeren Abstand, beispielsweise gleich oder größer einem Viertel, der halben oder der ganzen Wellenlänge einer Radiowelle mit Larmorfrequenz in der freien Luft. Mit größerem Abstand nimmt dabei die Symmetrie der von der Patiententunnel ausgehenden Welle zu, was ein Bestimmen eines über die Sendeantenne bzw. Antennen zu emittierenden Störunterdrückungssignals zur negativen Interferenz vereinfacht.
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Der Störunterdrückungssender ist dabei ausgelegt, ein dafür geeignetes Störunterdrückungssignal in einem Frequenzbereich eines Anregungspulses des Magnetresonanztomographen auf eine von einer Steuerung vorbestimmten Weise bereitzustellen.
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Die Steuerung ist dabei ausgelegt, die Frequenz, Amplitude und Phase des zu emittierenden Störunterdrückungssignals so zu bestimmen, dass in einem vorbestimmten Bereich einer Umgebung des Magnetresonanztomographen durch destruktive Interferenz eine Feldstärke des Anregungspulses reduziert wird. Verschiedene Möglichkeiten für das Bestimmen werden nachfolgend beschrieben. Der Sendeentstörparameter wird dabei in Abhängigkeit von einer Eigenschaft des Patienten bestimmt, insbesondere einer physischen Eigenschaft. Als Eigenschaft des Patienten werden insbesondere alle Eigenschaften des Patienten angesehen, die die Ausbreitung eines elektromagnetischen Signals aus dem Patiententunnel in eine Umgebung des Magnetresonanztomographen beeinflussen.
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Das erfindungsgemäße Verfahren ist zum Betrieb des erfindungsgemäßen Magnetresonanztomographen vorgesehen. Das erfindungsgemäße Verfahren weist den Schritt auf, eine physische Eigenschaft des Patienten durch den Magnetresonanztomographen zu erfassen. Die physische Eigenschaft kann beispielsweise Gewicht, Größe, Körperform und oder relative Position zu dem Magnetresonanztomographen umfassen. Das Erfassen kann durch einen Magnetresonanztomographen mittels eines Scans erfolgen, der auch durch eine geeignete Sequenz beschleunigt sein kann, beispielsweise durch eine reduzierte Auflösung oder Dimensionalität. Denkbar sind aber auch dedizierte Sensoren des Magnetresonanztomographen wie beispielsweise Druckmatten, optische Sensoren wie Kamera oder Lichtschranken. Der Magnetresonanztomograph kann den physischen Parameter auch über eine Schnittstelle durch Datenaustausch mit einer Datenbank oder Eingabe durch einen Bediener erfassen.
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Das Erfassen kann dabei in einer erfindungsgemäßen Ausführungsform auch einen zeitlichen Verlauf der Eigenschaft erfassen. So ist es denkbar, durch mehrere Erfassungen mittels Sensors oder des Magnetresonanztomographen selbst an unterschiedlichen Zeitpunkten einen Verlauf der Eigenschaft an anderen Zeitpunkten durch Interpolation zu erfassen, um die Eigenschaft auch an Zeitpunkten durch die Interpolation angeben zu können, wenn dies beispielsweise direkt nicht möglich ist, ohne eine Bilderfassung zu stören. Eine zeitlich veränderliche Eigenschaft ist beispielsweise die Position, die sich durch Atmung, Herzschlag oder Bewegung der Liege ändert und durch Erfassen der Geschwindigkeit und/oder Periode für beliebige Zeitpunkte vorhersagen lässt.
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In einem weiteren Schritt des erfindungsgemäßen Verfahrens bestimmt die Steuereinheit einen Sendeentstörparameter in Abhängigkeit von der erfassten physischen Eigenschaft. Beispielsweise kann anhand der Physiognomie und relativen Lage durch Simulation das Ausbreitungsverhalten mittels der Maxwellschen Gesetze eine Feldstärke des Anregungspulses am Ort der Störunterdrückungsantenne bestimmt werden und so ein von der Störunterdrückungsantenne zu emittierendes Störunterdrückungssignal um eine destruktive Interferenz zu erzielen, sodass bei gleichzeitigem Ausgeben des Störunterdrückungssignals und des Anregungspulses in einem vorbestimmten Bereich einer Umgebung des Magnetresonanztomographen eine Feldstärke des Anregungspulses reduziert wird. Denkbar sind auch parametrisierte Modelle oder Tabellen, die durch Messungen bestimmt werden und/oder Algorithmen mit künstlicher Intelligenz, die durch Beispielmessungen und/oder Datenbanken trainiert werden. Der Sendeentstörparameter ist dabei ein Parameter, der das von der Störunterdrückungsantenne zu emittierende Störunterdrückungssignal beeinflusst bzw. verändert, beispielsweise in Frequenz, Amplitude, Phase und/oder spektraler Verteilung, auch über den zeitlichen Verlauf variierend. Denkbar ist natürlich auch eine Mehrzahl an Sendeparametern, die bestimmt werden und das auszusendende Störunterdrückungssignal auf unterschiedliche Weise beeinflussen.
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In einem anderen Schritt veranlasst die Steuereinheit ein gleichzeitiges Aussenden des Anregungspulses und des Störunterdrückungssignals zur Störunterdrückung über den Störunterdrückungssender und die Störunterdrückungsantenne. Als gleichzeitig wird dabei eine Synchronisation von Anregungspuls und Störunterdrückungssignal angesehen, die die Phasen von Anregungspuls und Störunterdrückungssignal in vorbestimmter Relation zueinander definiert mit Abweichungen kleiner als 20%, 10% oder 5% der Schwingungsperiode der Larmorfrequenz des Magnetresonanztomographen für die zu untersuchenden Kernspins.
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Denkbar ist auch eine Mehrzahl an gleichzeitig über unterschiedliche Störunterdrückungsantennen in gleicher Weise synchronisierten Störunterdrückungssignalen.
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Auf vorteilhafte Weise ermöglicht es das Bestimmen des für die Störunterdrückung zu emittierenden Störunterdrückungssignals in Abhängigkeit von dem Patienten, die Entstörung an Veränderungen durch den Patienten anzupassen und so jederzeit eine Einhaltung der Emissionsgrenzwerte sicherzustellen.
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Weitere vorteilhafte Ausführungsformen sind in den Unteransprüchen angegeben.
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In einer denkbaren Ausführungsform des erfindungsgemäßen Magnetresonanztomographen weist der Magnetresonanztomograph einen Sensor auf. Der Sensor ist ausgelegt, eine oder mehrere Eigenschaften des Patienten zu erfassen. Bei den Eigenschaften kann es sich beispielsweise um Position, Gewicht, Größe oder Körperform handeln. Vorzugsweise handelt es sich bei der Position um eine Position, die durch einer Patientenliege vorgegeben ist. Der Sensor kann die Eigenschaften beispielsweise optisch erfassen, als Kamera oder Lichtschranke, möglicherweise auch dreidimensional durch eine Kombination von Kameras oder durch Nutzung von Lichtmustern. Es sind aber auch mechanische Sensoren wie Druckmatten oder andere denkbar, die geeignet sind, physiologische Eigenschaften des Patienten zu ermitteln. Bei der Patientenliege kann es sich um einen Sensor handeln, der die Position der Patientenliege entlang der z-Achse erfasst, beispielsweise einen Seilzug mit Drehencoder, eine optisch oder mechanisch abgetastete Längenscala oder Schrittzähler bzw. Winkelgeber an Verfahreinheiten bzw. deren Motoren.
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Auf vorteilhafte Weise können dedizierte Sensoren das Erfassen von physiologischen Eigenschaften des Patienten beschleunigen.
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In einer möglichen Ausführungsform des erfindungsgemäßen Magnetresonanztomographen weist der Magnetresonanztomograph eine Schnittstelle auf, um eine Information über eine Eigenschaft des Patienten zu empfangen. Die Schnittstelle kann eine elektrische Schnittstelle zu einem anderen System sein, in dem beispielsweise Informationen zu den Patienten gespeichert werden oder durch Kombination oder Auswertung bereitgestellt werden. Denkbar sind beispielsweise Netzwerkschnittstellen wie Ethernet oder WLAN oder lokale Schnittstellen wie USB, I2C oder CANbus. Es kann sich aber auch um Bedienschnittstellen für menschliche Bediener handeln, über die Eingaben zu dem Patienten erfolgen.
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Auf vorteilhafte Weise können bereits bekannte Informationen über den Patienten durch die Schnittstelle für das erfindungsgemäße Verfahren genutzt werden.
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In einer denkbaren Ausführungsform des erfindungsgemäßen Magnetresonanztomographen ist der Magnetresonanztomograph ausgelegt, die Eigenschaft des Patienten selbst zu erfassen. Darunter ist insbesondere zu verstehen, dass der Magnetresonanztomograph die physiologische Eigenschaft des Patienten durch einen Magnetresonanzscan erfasst. Der Scan kann dabei beispielsweise durch geringere Auflösung oder Dimensionalität beschleunigt sein. Denkbar ist auch, dass ein Scan bzw. einzelne Abschnitte des Scans zur Erfassung einer Eigenschaft des Patienten zwischen Sequenzen oder einzelnen Gradientenpulsen einer Bilderfassungssequenz geschachtelt sind bzw. in einem Interleave-Verfahren erfolgen. Auf diese Weise ist eine zeitnahe Erfassung von Änderungen und Anpassung der Störunterdrückung möglich.
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Auf vorteilhafte Weise ist es dem Magnetresonanztomographen durch einen vorzugsweise schnellen Magnetresonanzscan selbst möglich, ohne weitere Vorrichtungen die Eigenschaft des Patienten zum Bestimmen des Störunterdrückungsparameters zu erfassen.
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In einer möglichen Ausführungsform des erfindungsgemäßen Magnetresonanztomographen ist der Störunterdrückungssender ausgelegt, die Störunterdrückungssignale für die Störunterdrückungsantenne bzw. Störunterdrückungsantennen durch Phasenverschiebung und/oder Amplitudenanpassung in Abhängigkeit von einem oder mehreren Sendeentstörparametern zu erzeugen. Es könnte beispielsweise die Steuereinheit die Auskopplung des Anregungspulses durch den Patienten aus dem Patiententunnel heraus anhand der Größe und Lage des Patienten abschätzen und mittels einer parametrisierten Näherungsformel oder Tabellenwerten eine Amplitude für das Störunterdrückungssignal ermitteln, die ausreichend ist, um den ausgekoppelten Anregungspuls aufzuheben oder abzuschwächen. Gleiches ist für die Phase denkbar, die insbesondere von einem relativen Abstand der Störunterdrückungsantenne zu dem Patienten abhängt.
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Das Einstellen der Amplitude und Phase bietet eine einfache Möglichkeit, die Störunterdrückung zu optimieren.
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In einer denkbaren Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens weist der Schritt des Erfassens der physischen Eigenschaft eine Eingabe durch eine Bedienperson an einer Bedienoberfläche des Magnetresonanztomographen auf. Dies kann beispielsweise eine Eingabe zur Größe oder Relativposition des Patienten sein. Denkbar ist auch die Angabe des zu untersuchenden Körperteils, die durch die Positionierung im FoV auch eine Position des Patienten definiert.
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Indem die Steuereinheit die Eingabe des Bedieners zur physischen Eigenschaft erfasst, kann sie daraus vorteilhaft ohne eigene Messungen einen Störunterdrückungsparameter bestimmen.
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In einer denkbaren Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens weist der Schritt des Erfassens der physischen Eigenschaft das Auswerten einer Systemkonfiguration auf. Beispielsweise sind durch Einstellungen des Magnetresonanztomographen für eine Bilderfassung oder durch die gesteckten Lokalspulen bereits physische Eigenschaften des Patienten wie Lage oder Masse des Patienten definiert und die Steuereinheit kann durch eine Auswertung dieser Konfiguration die Eigenschaft ermitteln.
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Auf vorteilhafte Weise kann so beim Erfassen der Eigenschaft auf eine doppelte Eingabe oder Messung verzichtet werden.
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Die oben beschriebenen Eigenschaften, Merkmale und Vorteile dieser Erfindung sowie die Art und Weise, wie diese erreicht werden, werden klarer und deutlicher verständlich im Zusammenhang mit der folgenden Beschreibung der Ausführungsbeispiele, die im Zusammenhang mit den Zeichnungen näher erläutert werden.
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Es zeigen:
- 1 eine schematische Darstellung eines erfindungsgemä-ßen Magnetresonanztomographen;
- 2 die an dem erfindungsgemäßen Verfahren beteiligten Komponenten in einer beispielhaften Ausführungsform;
- 3 zeigt eine schematische Darstellung eines Ablaufplans eines erfindungsgemäßen Verfahrens.
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1 zeigt eine schematische Darstellung einer Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Magnetresonanztomographen 1.
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Die Magneteinheit 10 weist einen Feldmagneten 11 auf, der ein statisches Magnetfeld B0 zur Ausrichtung von Kernspins von Proben bzw. des Patienten 100 in einem Aufnahmebereich erzeugt. Der Aufnahmebereich zeichnet sich durch ein äußerst homogenes statisches Magnetfeld B0 aus, wobei die Homogenität insbesondere die Magnetfeldstärke bzw. den Betrag betrifft. Der Aufnahmebereich ist nahezu kugelförmig und in einem Patiententunnel 16 angeordnet, der sich in einer Längsrichtung 2 durch die Magneteinheit 10 erstreckt. Eine Patientenliege 30 ist in dem Patiententunnel 16 von der Verfahreinheit 36 bewegbar. Üblicherweise handelt es sich bei dem Feldmagneten 11 um einen supraleitenden Magneten, der magnetische Felder mit einer magnetischen Flussdichte von bis zu 3T, bei neuesten Geräten sogar darüber, bereitstellen kann. Für geringere Feldstärken können jedoch auch Permanentmagnete oder Elektromagnete mit normalleitenden Spulen Verwendung finden.
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Weiterhin weist die Magneteinheit 10 Gradientenspulen 12 auf, die dazu ausgelegt sind, zur räumlichen Differenzierung der erfassten Abbildungsbereiche in dem Untersuchungsvolumen dem Magnetfeld B0 variable Magnetfelder in drei Raumrichtungen zu überlagern. Die Gradientenspulen 12 sind üblicherweise Spulen aus normalleitenden Drähten, die zueinander orthogonale Felder in dem Untersuchungsvolumen erzeugen können.
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Die Magneteinheit 10 weist ebenfalls eine Körperspule 14 auf, die dazu ausgelegt ist, ein über eine Signalleitung zugeführtes Hochfrequenzsignal in das Untersuchungsvolumen abzustrahlen und von dem Patient 100 emittierte Resonanzsignale zu empfangen und über eine Signalleitung abzugeben.
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Eine Steuereinheit 20 versorgt die Magneteinheit 10 mit den verschiedenen Signalen für die Gradientenspulen 12 und die Körperspule 14 und wertet die empfangenen Signale aus.
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So weist die Steuereinheit 20 eine Gradientenansteuerung 21 auf, die dazu ausgelegt ist, die Gradientenspulen 12 über Zuleitungen mit variablen Strömen zu versorgen, welche zeitlich koordiniert die erwünschten Gradientenfelder in dem Untersuchungsvolumen bereitstellen.
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Weiterhin weist die Steuereinheit 20 eine Hochfrequenzeinheit 22 auf, die ausgelegt ist, einen Hochfrequenz-Puls mit einem vorgegebenen zeitlichen Verlauf, Amplitude und spektraler Leistungsverteilung zur Anregung einer Magnetresonanz der Kernspins in dem Patienten 100 zu erzeugen. Dabei können Pulsleistungen im Bereich von Kilowatt erreicht werden. Die Anregungspulse können über die Körperspule 14 oder auch über eine lokale Sendeantenne in den Patienten 100 abgestrahlt werden.
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Eine Steuerung 23 kommuniziert über einen Signalbus 25 mit der Gradientensteuerung 21 und der Hochfrequenzeinheit 22.
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Die Steuerung 23 steht über eine Signalverbindung mit einer Bedienoberfläche 60 in Kontakt, über die der Magnetresonanztomograph und die Störunterdrückungssteuerung 84 eine Information über eine physische Eigenschaft des Patienten 100 empfängt. Das kann ein Bedienterminal im Kontrollraum des Magnetresonanztomographen sein, über das eine Bedienperson direkt eine Eingabe zu einer physischen Eigenschaft des Patienten 100 macht. Es ist aber auch ein Krankenhausinformationssystem denkbar, in dem Patientendaten gespeichert und/oder die Untersuchungen vorbereitet oder koordiniert werden. Die Bedienoberfläche kann lokal sein oder auch über ein Wide-Area-Network verbunden sein.
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Auf dem Patienten 100 ist eine Lokalspule 50 angeordnet, die über eine Anschlussleitung 33 mit der Hochfrequenzeinheit 22 und deren Empfänger verbunden ist. Denkbar ist es aber auch, dass die Körperspule 14 eine als Empfangsantenne dient.
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An einem Rand der Öffnung des Patiententunnels 16 sind vier Störunterdrückungsantennen 81 angeordnet, die an den Ecken eines Quadrates angeordnet sind, das der kreisförmigen Öffnung einbeschrieben ist, sodass die Ecken auf dem Rand der Öffnung zu liegen kommen. Die vier Störunterdrückungsantennen 81 stehen in Signalverbindung mit dem Störunterdrückungssender 80 der Hochfrequenzeinheit 22. Die Antennen können beispielsweise Dipole oder Kreuzdipole sein, die je nach Frequenz auch kapazitiv verlängert sind.
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Der Patient 100 wirkt durch seine endliche Leitfähigkeit als Seele eines Koaxialkabels, dessen Mantel die Wand des Patiententunnels 16 ist, und leitet ein durch den Anregungspuls in den Körper eingekoppeltes Signal bei den Beinen oder dem Kopfende in die Umgebung weiter. Die Störunterdrückungsantenne bzw. Störunterdrückungsantennen 81 in der Nähe der Öffnung können dieses Feld beispielsweise durch Emission eines geeigneten Signals mit entgegengesetzter Phase und gleichem Amplitudenbetrag schwächen oder unterdrücken.
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In 2 zeigt noch einmal die an einem beispielhaften erfindungsgemäßen Verfahren beteiligten Komponenten im Detail. Gleiche Referenzzeichen bezeichnen gleiche Gegenstände.
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Ein von dem Anregungspuls abgeleitete Referenzsignal für die Störunterdrückung wird anschließend durch einstellbare Phasensteller 82 für die einzelnen Störunterdrückungsantennen 81 verzögert bzw. in der Phase verschoben und anschließend durch einstellbare Störunterdrückungssender 83 in der Amplitude verstärkt, bevor es über die Störunterdrückungsantennen 81 emittiert wird.
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Die Einstellung der Phasensteller 82 und der Verstärker 83 erfolgt dabei durch eine Störunterdrückungssteuerung 84 über eine Signalverbindung. Die Störunterdrückungssteuerung 84 ermittelt dabei die Phasenverschiebungen und Amplituden in Abhängigkeit von einem Störunterdrückungsparameter, der wiederum von einer physischen Eigenschaft des Patienten 100 abhängt. So ist es beispielsweise denkbar, dass die Amplitude eines in die Umgebung ausgekoppelten Ausregungspulses mit der Länge des Patienten 100 zunimmt, denn ein größerer Teil des Körpers ragt bei einer Untersuchung aus dem Patiententunnel 16 heraus und koppelt den Anregungspuls stärker in die Umgebung aus. Umgekehrt ist es denkbar, dass bei einem größeren Gewicht des Patienten 100 die Dämpfung bzw. Absorption im Patiententunnel 16 größer ist und dadurch die Auskopplung aus dem Patiententunnel 16 reduziert wird. Die Relativposition des Patienten 100 zu dem Patiententunnel 16 kann wiederum sowohl die Amplitude aus dem bereits beschriebenen Gründen beeinflussen, aber auch die Phase des ausgekoppelten Signals durch unterschiedliche Abstände verändern.
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Die physische Eigenschaft des Magnetresonanztomographen 1 kann der Magnetresonanztomograph 1 beispielsweise durch eine Magnetresonanzmessung erfassen. Diese kann vor der durch den Bediener beabsichtigten Bilderfassung erfolgen. Vorzugsweise wird diese aber zeitlich mit einzelnen Phasen der Bilderfassung verschachtelt, d.h. zwischen einzelnen Anregungspulsen oder Gradientenpulsen, oder auch zwischen einzelnen Sequenzen. Auf diese Weise ist es möglich, den Sendeentstörparameter permanent anzupassen und die Einhaltung der maximalen Emissionswerte sicherzustellen. Dies kann beispielsweise notwendig sein, wenn sich der Patient 100 für eine Abbildung der Wirbelsäule auf der Patientenliege 30 durch den Patiententunnel 16 bewegt.
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Der physische Parameter kann aber auch beispielsweise die Relativposition des Patienten 100 zu der Magnetfeldeinheit 10 sein, die sich mit dem Verfahren der Patientenliege 30 verändert. Die Steuerung 23 kann dabei vorzugsweise die Relativposition des Patienten 100 der Störunterdrückungssteuerung 84 über eine Signalverbindung mitteilen, sodass diese den Störunterdrückungsparameter in Abhängigkeit davon ermitteln kann. Die Erfassung der Position der Liege 30 kann beispielsweise durch die Verfahreinheit anhand von Winkelmessern oder Schrittzählern an der Verfahreinheit 36 erfolgen oder auch durch mechanisch oder optisch abtastbare Skalen entlang der Liege 30. Denkbar sind auch Seilzüge mit Drehgebern und/oder Positionsschalter, die von der Patientenliege abhängig von der Position betätigt werden.
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Denkbar ist es aber auch, dass der Magnetresonanztomograph 1 dedizierte Sensoren wie eine Kamera, eine Druckmatte oder Lichtschranken aufweist, mit denen eine physische Eigenschaft des Patienten wie Lage, Gewicht oder Größe durch den Magnetresonanztomographen 1 oder die Störunterdrückungssteuerung 84 direkt erfasst werden können, um den Störunterdrückungsparameter zu ermitteln.
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Schließlich sind auch Eingaben an der Bedienoberfläche 60 denkbar, mit denen direkt oder indirekt eine physische Eigenschaft des Patienten erfasst und an die Störunterdrückungssteuerung zum Ermitteln des Störunterdrückungsparameters übermittelt werden können.
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3 zeigt eine schematische Darstellung eines Ablaufplans eines erfindungsgemäßen Verfahrens.
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Das erfindungsgemäße Verfahren wird auf einem erfindungsgemäßen Magnetresonanztomographen ausgeführt, der einen Störunterdrückungssender 80 und eine Störunterdrückungsantenne 81 aufweist, die ausgelegt sind, ein Störunterdrückungssignal in einem Frequenzbereich eines Anregungspulses des Magnetresonanztomographen 1 auszugeben.
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In einem Schritt S10 wird eine Eigenschaft des Patienten durch den Magnetresonanztomographen 1 erfasst, wobei die Eigenschaft eine Eigenschaft ist, die direkt oder indirekt eine Ausbreitung einer elektromagnetischen Welle aus dem Patiententunnel 16 beeinflusst, wenn der Patient 100 sich zumindest Teilweise in dem Patiententunnel 16 befindet. Der Schritt S10 kann dabei eine Eingabe durch eine Bedienperson an einer Bedienoberfläche 60 des Magnetresonanztomographen 1 aufweisen. Die Eingabe kann direkt eine Eigenschaft des Patienten 100 angeben, beispielsweise Größe, Gewicht und/oder Geschlecht. Die Eigenschaft des Patienten 100 kann aber auch indirekt über die Eingabe bestimmt sein, beispielsweise über eine Position, die die Patientenliege 30 mit dem Patienten 100 anfahren soll. Dadurch wird gleichzeitig eine Relativposition des Patienten 100 zu dem Patiententunnel 16 vorgegeben.
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Denkbar ist auch die Eingabe einer vorzunehmenden Untersuchung, beispielsweise für Kopf, Abdomen Knie oder Fuß, die dann auch wieder eine Position des Patienten 100 relativ zum Patiententunnel 16 definieren. Die Information zu der Untersuchung und den Eigenschaften des Patienten 100 kann aber auch aus einem Klinikinformationssystem über ein Netzwerk von dem Magnetresonanztomographen 1 abgerufen werden, in dem die Untersuchungen des Patienten geplant und erfasst werden.
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Es ist aber auch möglich, dass der Magnetresonanztomograph 1 bzw. Störunterdrückungssteuerung 84 die Eigenschaft des Patienten 100 selbst mit dedizierten Sensoren wie beispielsweise Kamera, Lichtschranken, Druckmatten oder anderen mechanischen und elektronischen Sensoren wie bereits beschrieben erfassen.
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Schließlich kann der Magnetresonanztomograph 1 aber auch eine Eigenschaft des Patienten 100 mittels eines Magnetresonanzscans erfassen. Dabei handelt es sich vorzugsweise um einen Magnetresonanzscan, der sich von der eigentlichen Bildgebung vor allem durch eine kürzere Ausführungszeit unterscheidet, sodass er sich zwischen bildgebenden Sequenzen ausführen lässt oder in deren Sequenzen verschachtelt, beispielsweise zwischen einzelnen Gradientenpulsen einfügen lässt. Die kürzere Ausführungszeit kann unter anderem durch eine geringere Auflösung oder eine geringere Dimensionalität erzielt werden, d.h. 1- oder 2-dimensionale Abbildung statt 3 Dimensionen.
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Es ist dabei auch denkbar, dass in Schritt 10 die Eigenschaft nicht nur momentan, sondern auch die zeitliche Entwicklung erfasst wird. Durch das Bestimmen der Eigenschaften zu mehreren Zeitpunkten ist es möglich, eine zeitliche Entwicklung der Eigenschaft zu interpolieren und die veränderliche Eigenschaft für einen Zeitpunkt vorherzusagen, an dem ein Erfassen durch den Magnetresonanztomographen oder einen Sensor beispielsweise nicht möglich ist, weil dies die eigentliche Bilderfassung stören würde oder auch zu viele Ressourcen des Magnetresonanztomographen 1 erfordert. Beispielsweise kann eine lineare oder periodische Bewegung wie Atmung, Herzschlag oder die Bewegung der Patientenliege 16 durch zwei oder drei zeitlich beabstandete Erfassungsvorgänge erfasst und dazwischen interpoliert werden.
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In einem Schritt S20 bestimmt die Störunterdrückungsstörsteuerung 84 den Sendeentstörparameter in Abhängigkeit von der erfassten physischen Eigenschaft. Der Sendeentstörparameter ist dabei ein Parameter, der Einfluss auf Amplitude, Frequenz und oder Phase des Störunterdrückungssignals hat. Es kann sich dabei auch um mehrere Sendeentstörparameter handeln, beispielsweise bei mehreren Störunterdrückungsantennen 81 und einem Störunterdrückungssender 80 mit mehreren Kanälen. Die Störunterdrückungssteuerung 84 bestimmt den bzw. die Störunterdrückungssteuerung so, dass bei gleichzeitigem Ausgeben des Störunterdrückungssignals und des Anregungspulses in einem vorbestimmten Bereich einer Umgebung des Magnetresonanztomographen 1 durch destruktive Interferenz eine Feldstärke des Anregungspulses reduziert wird. Dies kann beispielsweise erreicht werden, indem die Übertragungseigenschaften des Patienten 100 für den Anregungspuls mit der bzw. den erfassten physischen Eigenschaften des Patienten 100 näherungsweise bestimmt oder modelliert werden. Hierbei können beispielsweise auch durch Messungen bestimmte Näherungsformeln verwendet werden. Damit kann die Störunterdrückungssteuerung 84 eine Verstärkung/Dämpfung und eine Phasenverschiebung berechnen, von dem Störunterdrückungssender 80 auf den Anregungspuls angewendet werden muss, um bei Emission über die Störunterdrückungsantennen 81 an einem vorbestimmten Ort durch destruktive Interferenz den von dem Patienten 100 aus dem Patiententunnel 16 ausgekoppelten Anregungspuls zu unterdrücken. Mit mehreren Störunterdrückungsantennen 81 kann dies mit mehreren Störunterdrückungsparametern für mehrere Ort erzielt werden. Denkbar ist es auch, durch ein Optimierungsverfahren eine Unterdrückung im Fernfeld unter einen Grenzwert zu erzielen.
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In einem Schritt S30 gibt der Magnetresonanztomograph 1 schließlich den Anregungspulses mit der Hochfrequenzeinheit 22 und den Störunterdrückungspuls gemäß der bestimmten Sendeentstörparameter mit dem Störunterdrückungssender 80 über die Störunterdrückungsantenne 81 bzw. -antennen gleichzeitig aus, wobei sich dies dann wie in Schritt S20 vorgesehen an bestimmten Orten bzw. im Fernfeld gegenseitig reduzieren bzw. aufheben.
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Obwohl die Erfindung im Detail durch das bevorzugte Ausführungsbeispiel näher illustriert und beschrieben wurde, so ist die Erfindung nicht durch die offenbarten Beispiele eingeschränkt und andere Variationen können vom Fachmann hieraus abgeleitet werden, ohne den Schutzumfang der Erfindung zu verlassen.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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