DE102020207255B4 - Flexible Lokalspule für ein Magnetresonanzsystem zur Erhöhungdes Patientenkomforts und Verfahren und Werkzeug zur Herstel-lung derselben - Google Patents

Flexible Lokalspule für ein Magnetresonanzsystem zur Erhöhungdes Patientenkomforts und Verfahren und Werkzeug zur Herstel-lung derselben Download PDF

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Lokalspule (26), umfassend einen flachen Trägerkörper (30), zumindest eine Belüftungsöffnung (42), eine Antennenanordnung (34) zum Empfangen von hochfrequenten Signalen im Frequenz- und Leistungsbereich einer Magnetresonanzvorrichtung (10), wobei der flache Trägerkörper (30) aus einem reversibel verformbaren Material besteht und an eine Gestalt des Patienten (15) anformbar ist. Weiterhin betrifft die Erfindung ein Magnetresonanzsystem, umfassend eine Magnetresonanzvorrichtung (10), eine Lokalspule (26) und eine elektrische Anschlussleitung (27). Ferner betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung einer Lokalspule (26) mit zumindest einem Rahmenelement (31), einem Zwischenraum (38), zumindest einem Füllelement (35) sowie einer ersten Außenhaut (32) und einer zweiten Außenhaut (33) mit den Schritten: Verbinden des zumindest einen Rahmenelements (31) mit der ersten Außenhaut (32), Positionieren der Antennenanordnung (34) in dem Zwischenraum (38), In-Kontakt-Bringen des zumindest einen Füllelements (35) mit der ersten Außenhaut (32) und/oder einer Oberfläche der Antennenanordnung (34) und/oder dem zumindest einem Rahmenelement (31), Verbinden der zweiten Außenhaut (33) mit dem zumindest einen Rahmenelement (31), Ausschneiden der zumindest einen Belüftungsöffnung (42) und/oder eines Randbereichs des zumindest einen Rahmenelements (31) und Durchführen eines Fügeverfahrens zum stoffschlüssigen Verbinden des zumindest einen Rahmenelements (31) mit der ersten Außenhaut (32) und der zweiten Außenhaut (33). Die Erfindung betrifft weiterhin ein Werkzeug zur Verwendung in einem Herstellungsverfahren einer Lokalspule (26).

Description

  • Bezeichnung der Erfindung
  • Flexible Lokalspule für ein Magnetresonanzsystem zur Erhöhung des Patientenkomforts und Verfahren und Werkzeug zur Herstellung derselben
  • Die Erfindung betrifft eine Lokalspule, umfassend einen flachen Trägerkörper, zumindest eine Belüftungsöffnung und eine Antennenanordnung zum Empfangen von hochfrequenten Signalen im Frequenz- und Leistungsbereich einer Magnetresonanzvorrichtung, wobei der flache Trägerkörper aus einem reversibel verformbaren Material besteht und an eine Gestalt eines Patienten anformbar ist. Ferner betrifft die Erfindung ein Magnetresonanzsystem umfassend eine Magnetresonanzvorrichtung, eine Lokalspule und eine elektrische Anschlussleitung sowie ein Verfahren und ein Werkzeug zur Herstellung einer Lokalspule.
  • 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 erzeugt als Antwort wiederum ein magnetisches Wechselfeld, auch als Magnetresonanzsignal bezeichnet, das über Antennen empfangen wird.
  • 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.
  • Zur Anregung der Präzession der Spins sind magnetische Wechselfelder mit einer Frequenz, die der Larmorfrequenz bei der jeweiligen statischen Magnetfeldstärke entspricht, und sehr hohe Feldstärken bzw. Leistungen erforderlich. Zur Verbesserung des Signal-Rauschverhältnisses des von den Antennen empfangenen Magnetresonanzsignals werden häufig sogenannte Lokalspulen verwendet, welche unmittelbar am Patienten angeordnet werden. Die Lokalspulen weisen üblicherweise Antennen auf, in denen mittels des magnetischen Wechselfelds ein elektrischer Strom induziert wird. Dieser kann mit einem Vorverstärker verstärkt und schließlich als Signal kabelgebunden an eine Empfangselektronik übertragen werden.
  • Um die Lokalspulen möglichst nahe an dem Patienten positionieren zu können, sind diese entweder flexibel oder starr und weisen eine an eine dedizierte Körperregion des Patienten angepasste Form auf. Starre Lokalspulen sind dabei meist auf ein Standardmaß ausgelegt, welches bei Patienten, deren Körperform von diesem Standardmaß abweicht, zu einer reduzierten Bildqualität führen kann. Flexible Lokalspulen lassen sich dagegen an die Gestalt des Patienten anformen und können näher an einem zu untersuchenden Signalvolumen positioniert werden. Dadurch lässt sich ein Signal-Rausch-Verhältnis der Lokalspulen verbessern und die Bildqualität gegenüber starren Lokalspulen optimieren.
  • Da die Antennen während einer Magnetresonanzmessung ein elektrisches Potenzial aufweisen können, müssen Lokalspulen einen Berührschutz zum Patienten bereitstellen. Ferner müssen Lokalspulen aufgrund des Kontakts mit einer Vielzahl von Patienten hygienisch reinigbar sein. Die sensible Antennenanordnung ist daher typischerweise in die Lokalspule eingebettet. Neben dem Berührschutz und der Reinigbarkeit sollte die Lokalspule weitere Anforderungen, wie z. B. Biokompatibilität, Wasserdichtheit und Kratzunempfindlichkeit, erfüllen. Die Lokalspule ist häufig aus mehreren Elementen zusammengesetzt, um eine Integration der Antennenanordnung in den Trägerköper zu erleichtern oder eine spätere Wartung zu ermöglichen.
  • Um die genannten Anforderungen zu erfüllen und eine dauerhaft belastbare Verbindung herzustellen, werden die Elemente der Lokalspule typischerweise mittels thermischer Fügeprozesse miteinander verbunden. Bei Einsatz solcher Fügeprozesse können jedoch Falten und/oder scharfkantige Fügelinien entstehen, welche die Reinigbarkeit erschweren und Feuchtigkeit absorbieren. Scharfkantige Fügelinien entstehen insbesondere beim Fügen oder Verbinden einer oder mehrerer äußerer Schichten entlang einer Umfangskontur der Lokalspule. Solche scharfkantigen Fügelinien können an der empfindlichen Haut des Patienten Irritationen verursachen und den Patientenkomfort reduzieren. Ferner kann eine Verformung der Lokalspule bei der Anpassung an die Gestalt des Patienten insbesondere im Bereich solcher Fügelinie Auswölbungen und Faltenbildung verursachen. Dies kann auf Dauer zu einer Separation von Verbundwerkstoffen führen und die Positionierung der Lokalspule am Patienten behindern.
  • Die Druckschrift DE 10 2017 210 420 A1 beschreibt eine Spulenanordnung mit einer Spulenabstandsschicht, welche eine perforierte, einstückige, flächige Matrix umfasst, die in Vertikalrichtung zur Matrixfläche kompressionsresistent ist, aber durch Biegen an eine gekrümmte Oberfläche anpassbar ist.
  • In der Druckschrift DE 10 2018 218 380 A1 wird eine MR-Lokalspule mit einer Antennenschicht und einer Mehrzahl von weiteren Schichten offenbart.
  • Die Druckschrift US 2019 / 0 154 773 A1 beschreibt eine Lokalspulenanordnung für ein Magnetresonanzsystem, umfassend eine flexible Hülle mit einer inneren Schicht und einer Mehrzahl von flexiblen Lokalspulen, welche in die innere Schicht eingebettet sind.
  • Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine flexible Lokalspule bereitzustellen, welche die Handhabung der Lokalspule verbessert und den Patientenkomfort erhöht.
  • Die Aufgabe wird durch eine erfindungsgemäße Lokalspule nach Anspruch 1, ein Magnetresonanzsystem nach Anspruch 9, ein Verfahren zur Herstellung einer Lokalspule nach Anspruch 10 und ein Werkzeug nach Anspruch 14 gelöst.
  • Die erfindungsgemäße Lokalspule umfasst einen flachen Trägerkörper, zumindest eine Belüftungsöffnung und eine Antennenanordnung zum Empfangen von hochfrequenten Signalen im Frequenz- und Leistungsbereich einer Magnetresonanzvorrichtung. Ein flacher Trägerköper stellt vorzugsweise eine Trägerstruktur für andere Komponenten der Lokalspule, wie z. B. die Antennenanordnung, eine erste Außenhaut und eine zweite Außenhaut, bereit. Der flache Trägerkörper kann sich maßgeblich in zwei Raumrichtungen, z. B. einer Länge und einer Breite, erstrecken. In einer dritten Raumrichtung, z. B. einer Höhe, weist der flache Trägerkörper dagegen vorzugsweise eine geringe Abmessung im Vergleich zu der Länge und der Breite auf. Vorzugsweise weist der flache Trägerkörper in einer Ruheposition oder Ausgangsposition an allen Seiten ebene Oberflächen auf. Der flache Trägerkörper kann ferner zwei Hauptoberflächen umfassen, welche die beiden Seiten mit dem größten Flächeninhalt darstellen. Diese Seiten können eine beliebige Form, wie z. B. eine polygonale oder eine ovale Form, aufweisen. Vorzugsweise weisen die Seiten der Hauptoberflächen des flachen Trägerkörpers eine rechteckige Form auf. Der flache Trägerkörper kann insbesondere als ein Rahmenelement ausgeführt sein, welches einen Durchbruch oder eine Öffnung aufweist. Eine Form der Öffnung des Rahmenelements kann oval oder polygonal sein. Es ist ebenso vorstellbar, dass das Rahmenelement mehrere Öffnungen aufweist und/oder aus mehreren Rahmenelementen zusammengesetzt ist. Andere Komponenten der Lokalspule können in einem von einer Innenfläche der Öffnung des Rahmenelements umschlossenen Zwischenraum positioniert sein und/oder mit dem Rahmenelement verbunden sein.
  • Eine Belüftungsöffnung kann ein Loch auf einer Hauptoberfläche der Lokalspule darstellen, welches die Lokalspule vollständig durchbricht. Die zumindest eine Belüftungsöffnung kann eine beliebige Form aufweisen. Es ist vorstellbar, dass die Belüftungsöffnung eine ovale Form, eine polygonale Form oder eine beliebige Kombination dieser Formen aufweist. Vorzugsweise weist die Belüftungsöffnung jedoch eine kreisförmige oder eine viereckige Form auf. Die Belüftungsöffnung kann dazu ausgebildet sein, einen Wärmetransport von einer Oberfläche eines Patienten an ein umgebendes Medium, wie z. B. Luft, zu ermöglichen. Der Wärmetransport kann hierbei mittels natürlicher Konvektionsprozesse erfolgen, welche erwärmte Volumenelemente der Luft von der Oberfläche des Patienten forttransportieren und durch kühlere Volumenelemente ersetzen. Eine Antennenanordnung zum Empfangen von hochfrequenten Signalen im Frequenz- und Leistungsbereich einer Magnetresonanzvorrichtung kann ein Koppelelement zwischen in Leitern geführten und ungeführten, d. h. in einem Freiraum befindlichen, elektromagnetischen Wellen oder magnetischen Wechselfeldern, darstellen. Die Antennenanordnung ist vorzugsweise dazu ausgebildet, elektromagnetische Wechselfelder im Bereich der Magnetresonanzfrequenzen verschiedener magnetresonanzaktiver Atomkerne zu empfangen. Als hochfrequentes Signal wird beispielsweise eine elektromagnetische Welle mit einer Frequenz zwischen 1 und 500 MHz, vorzugsweise zwischen 10 und 300 MHz angesehen. Das Magnetresonanzsignal üblicher zu untersuchender Atomkerne kann eine geringe Leistung von einigen Mikrowatt bis mehrere Milliwatt aufweisen.
  • Die Antennenanordnung weist typischerweise zumindest eine Antenne oder eine Anordnung von Antennen, wie z. B. ein Array oder eine Matrix von Antennen, auf. Eine Antenne kann einen elektrisch leitenden Draht umfassen, in welchem durch ein magnetisches Wechselfeld ein Strom induziert wird. Es ist ebenso vorstellbar, dass die Antenne als Leiterbahn auf einer Leiterplatte ausgeführt ist. Vorzugsweise besteht die Antenne aus Kupfer. Daneben sind aber auch andere elektrisch leitende Metalle, wie z. B. Gold oder Aluminium, sowie Kombinationen davon, wie z. B. ein versilberter oder ein vergoldeter Signalleiter aus Kupfer, vorstellbar.
  • Eine Antenne weist vorzugsweise einen schlaufenförmigen Abschnitt auf, welcher das hochfrequente Signal eines magnetischen Wechselfelds empfängt. Eine Schlaufe stellt z. B. einen annähernd schlingenförmigen Abschnitt der Antenne dar. Die Schlaufe kann jedoch auch andere Formen aufweisen. Vorstellbar ist z. B. eine ovale Form, eine polygonale Form oder eine beliebige geometrische Deformation dieser Formen. Es ist insbesondere vorstellbar, dass die Schlaufe die Form einer Lemniskate aufweist oder aus den genannten Formen durch Torsion, Faltung, Biegung und/oder Verzerrung erhalten werden kann. Bei der Anordnung von Antennen sind die Antennen beispielsweise nebeneinander angrenzend oder teilweise überlappend in einer Matrix oder einem Array angeordnet. Die Matrix kann eine regelmäßige oder eine nicht-regelmäßige Anordnung von Antennen aufweisen. Vorzugsweise ist die Antenne oder die Anordnung von Antennen in eine flexible Leiterplatte eingebettet und lässt sich zusammen mit der Lokalspule verformen.
  • Es ist weiterhin vorstellbar, dass die Antennenanordnung eine elektronische Schaltung aufweist. Die elektronische Schaltung kann einen Zusammenschluss von einem oder mehreren elektronischen Bauelementen, wie z. B. Transistoren, Widerständen, Kondensatoren, Dioden, Leiterbahnen und dergleichen umfassen. Die elektronische Schaltung kann insbesondere eine Schutzschaltung aufweisen, welche dazu geeignet ist, die Antennenanordnung gegen eine Überlastung zu schützen. Für die Vermeidung magnetischer Anziehungskräfte, stehender Wellen, Aufheizung und vergleichbarer, unerwünschter Effekte, kann die elektronische Schaltung einen hohen Anteil nicht-magnetischer Materialien sowie entsprechende Mantelwellensperren und/oder Baluns aufweisen. Es ist jedoch ebenso vorstellbar, dass die elektronische Schaltung elektrische Leiter zur Abschirmung von elektromagnetischen Wellen und/oder magnetischen Wechselfeldern aufweist. Die elektronische Schaltung weist vorzugsweise eine Leiterplatte (printed circuit board) oder ein vergleichbares Substrat auf, welche dazu geeignet ist, die elektronischen Bauelemente in einer vorbestimmten Position zueinander aufzunehmen.
  • Weiterhin weist die Antennenanordnung einen Anschluss zur Herstellung einer elektrischen Verbindung mit der Magnetresonanzvorrichtung auf. Ein Anschluss kann elektrische Kontakte umfassen, welche ausgelegt sind, elektrische Signale der Antennenanordnung zu übertragen. Der Anschluss der Antennenanordnung ist hierfür vorzugsweise mit einer elektrischen Anschlussleitung verbunden, welche eine Signalverbindung mit der Magnetresonanzvorrichtung aufweist. Die Anschlussleitung kann z. B. als Koaxialkabel ausgeführt sein, welches eine Abschirmung aufweist, um elektromagnetische Einstreuung aus der Umgebung zu vermeiden. Der Anschluss der Antennenanordnung kann weiterhin eine Anschlussdose umfassen. Eine Anschlussdose kann dazu ausgelegt sein, die elektrische Anschlussleitung elektrisch und mechanisch mit dem Anschluss der Antennenanordnung zu verbinden. Die Anschlussdose kann hierfür insbesondere eine Steckverbindung aufweisen, welche mit einer komplementären Steckverbindung der elektrischen Anschlussleitung verbindbar ist.
  • Die Antennenanordnung ist dabei in der Lokalspule eingebettet. Dies kann bedeuten, dass die Antennenanordnung außenumfänglich von dem flachen Trägerkörper sowie einer ersten Außenhaut und einer zweiten Außenhaut umschlossen ist. Es ist vorstellbar, dass zumindest der Anschluss der Antennenanordnung mittels einer Aussparung in der Lokalspule zu einer Umgebung der Lokalspule geöffnet ist, um die Antennenanordnung elektrisch mit der Magnetresonanzvorrichtung verbinden zu können. Vorzugsweise weist die Lokalspule eine Anschlussdose auf, welche die elektrischen Kontakte des Anschlusses der Antennenanordnung aus der Lokalspule herauszuführt und eine Steckverbindung für den Anschluss der elektrischen Anschlussleitung bereitstellt.
  • Die Lokalspule weist ferner eine erste Außenhaut und eine zweite Außenhaut auf, welche den flachen Trägerkörper an zwei voneinander abgewandten Hauptoberflächen umschließen. Die erste Außenhaut und die zweite Außenhaut weisen vorzugsweise ein biokompatibles Material auf, welches beständig gegenüber dem Einfluss von im klinischen Umfeld üblichen Desinfektions- und Reinigungsmitteln ist. Ein biokompatibles Material ist insbesondere dadurch gekennzeichnet, dass es frei von unerwünschten Nebenwirkungen auf ein lebendes Untersuchungsobjekt ist. Dies kann bedeuten, dass das biokompatible Material eine hohe Zell- und Blutverträglichkeit aufweist und histopathologisch unbedenklich ist. Beispiele für geeignete Materialien stellen Kunststoffe wie Polyethene, Polyamide, Polyester und Polyurethane dar. Das Material kann sowohl homogen sein, als auch eine weitere Schicht und/oder eine funktionale Beschichtung aufweisen. Eine weitere Schicht oder funktionale Beschichtung kann z. B. elastisch verformbar sein und/oder eine besonders geringe Oberflächenrauheit aufweisen. Vorzugsweise weisen die erste Außenhaut und die zweite Außenhaut an einer von dem flachen Trägerkörper abgewandten Oberfläche eine besonders geringe Oberflächenrauheit auf, um ein Absetzen von Schmutz und/oder Mikroorganismen zu vermeiden und die Reinigbarkeit der Lokalspule zu verbessern.
  • Die erste Außenhaut und die zweite Außenhaut sind dabei disjunkt voneinander mit dem flachen Trägerkörper verbunden. Dies kann bedeuten, dass die erste Außenhaut und die zweite Außenhaut voneinander beabstandet sind und keine Kontaktpunkte miteinander aufweisen. Es ist vorstellbar, dass die erste Außenhaut und/oder die zweite Außenhaut mehrere Schichten und/oder eine funktionale Beschichtung aufweisen. Eine Schicht oder eine funktionale Beschichtung kann insbesondere biokompatibel, wasserabweisend und/oder elastisch verformbar sein und/oder eine besonders geringe Oberflächenrauheit aufweisen.
  • Der flache Trägerkörper besteht aus einem reversibel verformbaren Material und ist an eine Gestalt des Patienten anformbar. Ein reversibel verformbares Material kann z. B. plastisch oder elastisch vorformbar sein. Vorzugsweise lässt sich das reversibel verformbare Material händisch an eine Gestalt des Patienten anformen. Mögliche Materialien sind z. B. Kunststoffe wie Polyethen, Polyurethan, Polyamid und Polyester. Es ist insbesondere vorstellbar, dass das reversibel verformbare Material als Schaumstoff, Faserstoff oder dergleichen ausgeführt ist, um eine geringe Dichte und somit ein geringes Gewicht zu erreichen. Neben den genannten Kunststoffen sind auch Materialien auf natürlicher Basis, wie z. B. Baumwolle oder Hanffasern, vorstellbar. Ebenso können weitere Komponenten der Lokalspule, wie z. B. ein Füllelement und/oder eine Unterlegschicht, reversibel verformbare Materialien aufweisen, um eine Anformbarkeit der Lokalspule an eine Gestalt eines Patienten zu ermöglichen. Eine Gestalt eines Patienten kann z. B. der gesamte Körper, ein Körperteil oder eine Körperregion des Patienten darstellen. Es ist auch vorstellbar, dass die Gestalt des Patienten ein Bein, einen Arm oder eine Hüfte mit einer annähernd ovalen Querschnittsfläche umfasst, an welche die Lokalspule teilweise oder vollständig umschließend angeformt wird.
  • Weiterhin weist die Lokalspule zumindest ein Füllelement auf, welches ungebunden in dem flachen Trägerkörper eingebettet ist und dazu ausgelegt ist, eine Übertragung einer Schubkraft und/oder einer Biegekraft in der Lokalspule bei der Anformung der Lokalspule an die Gestalt des Patienten zu reduzieren. Das zumindest eine Füllelement nimmt vorzugsweise einen Zwischenraum in dem flachen Trägerkörper ein und/oder füllt diesen auf. Dies kann bedeuten, dass das zumindest eine Füllelement dazu beiträgt, einen Abstand zwischen der ersten Außenhaut und der zweiten Außenhaut herzustellen und/oder aufrechtzuerhalten. Es ist ebenso vorstellbar, dass das zumindest eine Füllelement einen Bewegungsspielraum der Antennenanordnung innerhalb der Lokalspule einschränkt, indem die Antennenanordnung in dem zumindest einen Füllelement eingebettet oder zumindest teilweise von dem zumindest einen Füllelement umschlossen ist. Das zumindest eine Füllelement weist vorzugsweise ein elastisch verformbares Material auf, welches dazu ausgelegt ist, die Antennenanordnung dämpfend zu lagern. Es ist ebenso vorstellbar, dass das Material des zumindest einen Füllelements eine geringe Dichte aufweist, um das Gewicht der Lokalspule zu reduzieren. Mögliche Materialien sind z. B. Schäume, Vliese, Faserstoffe sowie Watte oder Wolle auf Basis von Kunst- und Naturstoffen. Es ist weiterhin wünschenswert, dass das Material des zumindest einen Füllelements brandbeständig ist und/oder thermisch und elektrisch isolierende Eigenschaften aufweist. Das zumindest eine Füllelement kann auch als eine Unterlegschicht ausgeführt sein, welche flächig in dem Zwischenraum eingelegt ist.
  • Das zumindest eine Füllelement ist dabei ungebunden in dem flachen Trägerkörper eingebettet. Dies kann bedeuten, dass eine Oberfläche einer Komponente der Lokalspule, wie z. B. der ersten Außenhaut, der zweiten Außenhaut und/oder der Antennenanordnung, einen Kontaktpunkt oder eine Kontaktfläche mit dem zumindest einen Füllelement aufweist, aber relativ zu dem zumindest einen Füllelement verschiebbar ist. Dabei kann das Material des zumindest einen Füllelements beispielsweise so verformbar sein, dass ein an der Oberfläche der zweiten Außenhaut anliegender Bereich des zumindest einen Füllelements bei einer Biegung und/oder Verformung der Lokalspule zwar bewegt wird, das Material in einem größeren Abstand zu der Oberfläche der zweiten Außenhaut aber im Wesentlichen unbewegt bleibt. Es ist ebenso vorstellbar, dass das Material des zumindest einen Füllelements eine geringe Oberflächenrauheit und/oder geringe Adhäsionskräfte zu einem Material einer anderen Komponente der Lokalspule aufweist. Dadurch kann eine Haftreibungskraft und/oder eine Gleitreibungskraft zwischen dem zumindest einen Füllelement und einer anderen Komponente der Lokalspule reduziert werden. In anderen Worten weist das Material des zumindest einen Füllelements vorzugsweise eine möglichst geringe molekulare Wechselwirkung mit dem flachen Trägerkörper, der ersten Außenhaut, der zweiten Außenhaut und/oder der Antennenanordnung auf und/oder ist so verformbar, dass ein Transport von Schubkräften und Biegekräften zwischen einer Komponente der Lokalspule und dem zumindest einen Füllelement bei der Anformung der Lokalspule an die Gestalt des Patienten, gehemmt wird.
  • Durch die Verwendung des zumindest einen Füllelements, welches ungebunden in dem flachen Trägerkörper eingebettet ist, lässt sich ein Transport von Schubkräften und Biegekräften durch die Lokalspule einschränken. Dadurch können die erste Außenhaut und die zweite Außenhaut auf vorteilhafte Weise teilweise mechanisch voneinander entkoppelt werden, wodurch eine Verringerung der Faltenbildung bei der Anformung der Lokalspule an die Gestalt des Patienten erreicht werden kann. Zudem sind die erste Außenhaut und die zweite Außenhaut disjunkt voneinander stoffschlüssig mit dem flachen Trägerkörper verbunden, wodurch eine scharfkantige Fügelinie, welche bei einer Verbindung der ersten Außenhaut mit der zweiten Außenhaut entstehen kann, auf vorteilhafte Weise vermieden wird.
  • In einer weiteren Ausführungsform der erfindungsgemäßen Lokalspule sind die erste Außenhaut und die zweite Außenhaut von einer Hauptoberfläche der Lokalspule an eine Umfangsfläche und/oder eine Innenfläche der zumindest einen Belüftungsöffnung herumgeführt und stoffschlüssig mit dem flachen Trägerkörper verbunden, wobei die stoffschlüssige Verbindung dazu ausgelegt ist, eine Faltenbildung entlang der Umfangsfläche der Lokalspule und/oder der Innenfläche der zumindest einen Belüftungsöffnung bei der Anformung des flachen Trägerkörpers an die Gestalt des Patienten zu reduzieren. Eine Umfangsfläche der Lokalspule stellt vorzugsweise eine Fläche dar, welche die zwei Hauptoberflächen der Lokalspule umrahmt oder umschließt. Eine Innenfläche der zumindest einen Belüftungsöffnung kann dagegen eine Mantelfläche des Lochs oder Durchbruchs der Belüftungsöffnung darstellen.
  • Eine stoffschlüssige Verbindung zwischen der ersten Außenhaut und der zweiten Außenhaut mit dem flachen Trägerkörper kann z. B. mittels eines Haftklebstoffs und/oder eines thermischen Fügeverfahrens erfolgen. Beispiele für geeignete Haftklebstoffe sind Polymere auf Basis von Kautschuk, synthetische Elastomere auf Basis von Isopren, Butadien und Styrol sowie diverse Natur- und Kunstharze, Polyurethane und Silikone. Bei einem thermischen Fügeverfahren wird der flache Trägerkörper vorzugsweise unter erhöhter Temperatur und erhöhtem Druck mit der ersten Außenhaut und der zweiten Außenhaut verbunden. Es ist vorstellbar, dass die erste Außenhaut und die zweite Außenhaut dabei an eine Oberfläche des flachen Trägerkörpers angedrückt werden. Ein geeigneter Temperaturbereich des thermischen Fügeverfahrens liegt in Abhängigkeit der verwendeten Materialien z. B. zwischen 50°C und 100°C, 70°C und 120°C oder 90° und 150°C. Ein geeigneter Druckbereich kann z. B. einige Millibar bis wenige Bar oberhalb des Atmosphärendrucks liegen.
  • Durch die stoffschlüssige Verbindung der ersten Außenhaut und der zweiten Außenhaut mit dem flachen Trägerkörper kann eine Faltenbildung entlang der Umfangsfläche der Lokalspule und/oder der Innenfläche der zumindest einen Belüftungsöffnung auf vorteilhafte Weise reduziert werden. Dadurch lässt sich die Lokalspule einfacher an die Gestalt des Patienten anformen und ein Abstand von der Antennenanordnung zu einer Oberfläche des Patienten reduzieren.
  • Gemäß einer weiteren Ausführungsform der erfindungsgemäßen Lokalspule weisen die Umfangsfläche der Lokalspule und/oder die Innenfläche der zumindest einen Belüftungsöffnung eine makroskopisch glatte Oberfläche auf. Eine makroskopisch glatte Oberfläche ist vorzugsweise durch eine äußere Kontur gekennzeichnet, welche abstehende Strukturen oder Fortsätze entlang dieser Kontur, wie z. B. Falten, Falzen oder abstehende Fügelinien, vermeidet. Es ist vorstellbar, dass die Umfangsfläche der Lokalspule und/oder die Innenfläche der zumindest einen Belüftungsöffnung eine umlaufende Vertiefung aufweisen. Die umlaufende Vertiefung weist vorzugsweise einen maximalen Höhenunterschied zu der ersten Außenhaut auf, welcher eine Wandstärke der ersten Außenhaut nicht überschreitet. Um eine Widerstandsfähigkeit im klinischen Umfeld zu gewährleisten, kann die maximale Wandstärke der ersten Außenhaut beispielsweise 2 Millimeter, 1,5 Millimeter oder einen Millimeter betragen. Es ist aber ebenso vorstellbar, dass die Vertiefung entlang der Umfangsfläche der Lokalspule und/oder der Innenfläche der zumindest einen Belüftungsöffnung mit einem Haftklebstoff aufgefüllt ist, um eine makroskopisch glatte Oberfläche zur erhalten. Vorzugsweise ist die Innenfläche der zumindest einen Belüftungsöffnung im Wesentlichen von dem flachen Trägerkörper gebildet. Dadurch kann ein Übergang oder Höhenunterschied von dem flachen Trägerkörper zu der ersten Außenhaut und/oder der zweiten Außenhaut an der Innenfläche der zumindest einen Belüftungsöffnung vermieden werden.
  • Durch die Bereitstellung einer makroskopisch glatten Oberfläche an der Umfangsfläche der Lokalspule und/oder der Innenfläche der zumindest einen Belüftungsöffnung lässt sich der Patientenkomfort während einer Vorbereitung und/oder einer Durchführung der Magnetresonanzmessung auf vorteilhafte Weise erhöhen. Durch die Vermeidung von scharfkantigen Fügelinien können außerdem Hautirritationen vermieden werden, welche bei Kontakt der scharfkantigen Füglinien mit einer Hautoberfläche des Patienten auftreten können.
  • In einer weiteren Ausführungsform der erfindungsgemäßen Lokalspule weist die Lokalspule eine Haltevorrichtung auf, welche dazu ausgelegt ist, die Lokalspule an einer Körperregion des Patienten zu befestigen und in einer anwendungsgemäßen Position an die Gestalt des Patienten anzuformen. Eine Körperregion des Patienten kann einen beliebigen Bereich eines menschlichen Körpers darstellen. Vorzugsweise ist die Körperregion ein Teil des menschlichen Körpers, welcher von einer Haltevorrichtung umfasst oder umschlossen werden kann, um die Lokalspule in einer anwendungsgemäßen Position an die Gestalt des Patienten anzuformen. Beispiele für solche Körperregionen sind die Beine, die Arme, die Hüfte, aber auch der Torso, der Kopf oder die Schultern des Patienten.
  • Eine Haltevorrichtung nutzt vorzugsweise einen oder mehrere formschlüssige und/oder kraftschlüssige Verbindungsmechanismen, um die Lokalspule an einer Körperregion des Patienten zu befestigen. Die Haltevorrichtung kann Halteelemente, wie z. B. einen Gurt, einen Klettverschluss, einen Reißverschluss, eine Schnur, einen Haken, eine Lasche, eine Klemme, ein Rastelement oder dergleichen umfassen. Es ist vorstellbar, dass die Haltevorrichtung zwei komplementär zueinander ausgebildete und/oder ineinandergreifende Halteelemente aufweist, welche auf verschiedenen oder gegenüberliegenden Seiten der Lokalspule angeordnet sind und beim Anformen der Lokalspule an die Gestalt des Patienten formschlüssig und/oder kraftschlüssig miteinander verbunden werden können, um die Lokalspule an der Körperregion des Patienten zu befestigen. Die Haltevorrichtung ist vorzugsweise stoffschlüssig oder kraftschlüssig mit der Oberfläche der ersten Außenhaut und/oder der zweiten Außenhaut verbunden. Es ist aber ebenso vorstellbar, dass die Haltevorrichtung stoffschlüssig oder kraftschlüssig mit dem flachen Trägerkörper verbunden ist und mittels einer Aussparung durch die erste Außenhaut und/oder die zweite Außenhaut geführt ist.
  • Durch die Verwendung einer Haltevorrichtung lässt sich die Lokalspule auf vorteilhafte Weise an die Gestalt des Patienten anformen und zugleich an einer Körperregion des Patienten befestigen. Dadurch lässt sich eine Vorbereitung der Magnetresonanzmessung vereinfachen und/oder beschleunigen, wodurch die Anzahl an Magnetresonanzmessungen in einem vorbestimmten Zeitintervall erhöht werden kann.
  • In einer weiteren Ausführungsform der erfindungsgemäßen Lokalspule ist eine Antenne der Antennenanordnung ungebunden in der Lokalspule eingebettet und bei der Anformung der Lokalspule an die Gestalt des Patienten relativ zu dem zumindest einen Füllelement verschiebbar. Eine ungebundene Einbettung der Antenne in der Lokalspule kann bedeuten, dass eine Oberfläche des flachen Trägerkörpers, der ersten Außenhaut, der zweiten Außenhaut und/oder des zumindest einen Füllelements einen Kontaktpunkt oder eine Kontaktfläche mit der Antenne aufweist, aber relativ zu der Antenne verschiebbar ist. Die Antenne oder die Anordnung von Antennen kann dabei eine geringe Oberflächenrauheit und/oder eine geringe molekulare Wechselwirkung mit der ersten Außenhaut, der zweiten Außenhaut, dem flachen Trägerkörper und/oder dem zumindest einen Füllelement aufweisen.
  • Es ist vorstellbar, dass einzelne Abschnitte der Antennenanordnung, wie z. B. die elektronische Schaltung und/oder der Anschluss der Antennenanordnung, mechanisch mit einer oder mehreren Komponenten der Lokalspule verbunden sind. Die Antenne oder die Anordnung von Antennen erstreckt sich jedoch ungebunden in der Lokalspule.
  • Durch die ungebundene Einbettung der Antenne in der Lokalspule lässt sich ein Transport von Schubkräften und/oder Biegekräften durch die Lokalspule auf vorteilhafte Weise weiter einschränken.
  • In einer weiteren Ausführungsform der erfindungsgemäßen Lokalspule weist die zweite Außenhaut eine Aussparung auf, welche im Wesentlichen konzentrisch zu dem Anschluss der Antennenanordnung positioniert ist, wobei ein Rand der Aussparung der zweiten Außenhaut mit einer Anschlussdose verbunden ist, welche ausgelegt ist, den Anschluss der Antennenanordnung elektrisch mit einer elektrischen Anschlussleitung zu verbinden. Eine Aussparung kann ein Loch oder eine Perforation darstellen, welche die zweite Außenhaut durchbricht. Die Aussparung kann eine polygonale oder eine ovale Form sowie eine beliebige Kombination dieser beiden Formen aufweisen. Vorzugsweise ist die Aussparung konzentrisch zu dem Anschluss der Antennenanordnung positioniert. Dies kann bedeuten, dass ein Flächenschwerpunkt der Aussparung auf einer Achse mit einem Flächenschwerpunkt des Anschlusses der Antennenanordnung angeordnet ist. Die Aussparung der zweiten Außenhaut kann dabei z. B. um einen Betrag einer Höhe des zumindest einen Füllelements von dem Anschluss der Antennenanordnung beabstandet sein.
  • Ein Abstand zwischen dem Anschluss der Antennenanordnung wird vorzugsweise durch eine Anschlussdose kompensiert. Eine Anschlussdose kann z. B. ein Adapter oder eine Verlängerung darstellen, welche eine Mehrzahl von elektrischen Kontakten des Anschlusses der Antennenanordnung durch die Aussparung der zweiten Außenhaut an die Oberfläche der Lokalspule führt. Die Anschlussdose kann dabei sowohl mechanisch als auch elektrisch mit dem Anschluss der Antennenanordnung verbunden sein. Eine mechanische Verbindung zwischen dem Anschluss und der Anschlussdose kann mittels beliebiger formschlüssiger, kraftschlüssiger und/oder stoffschlüssiger Verbindungen erfolgen. Vorzugsweise weist die Anschlussdose an einer außerhalb der Lokalspule positionierten Seite eine physikalische Schnittstelle, wie z. B. einen Steckkontakt, auf, welcher mit einem Stecker der elektrischen Anschlussleitung verbunden werden kann. Die Anschlussdose ist ferner mit einem Rand der Aussparung verbunden. Ein Rand der Aussparung kann eine Teilfläche der zweiten Außenhaut darstellen, welche die Aussparung außenumfänglich umschließt. Die Verbindung zwischen der Anschlussdose und der zweiten Außenhaut ist vorzugsweise als stoffschlüssige Verbindung ausgeführt. Es sind aber ebenso formschlüssige oder kraftschlüssige Verbindungen vorstellbar. In einem Beispiel kann die Anschlussdose dazu ausgelegt sein, die zweite Außenhaut von zwei voneinander abgewandten Oberflächen zu umschließen und dabei einzuklemmen.
  • Durch die Aussparung der zweiten Außenhaut lässt sich der Anschluss der Antennenanordnung mittels einer Anschlussdose auf vorteilhafte Weise aus dem Inneren der Lokalspule nach außen führen. Darüber hinaus kann der Anschluss der Antennenanordnung durch die Verbindung mit der Anschlussdose und der zweiten Außenhaut auf vorteilhafte Weise mechanisch verstärkt werden, wodurch eine Bruchgefahr bei der Verbindung oder einer Positionierung der elektrischen Anschlussleitung an dem Patienten reduziert werden kann.
  • In einer weiteren Ausführungsform der erfindungsgemäßen Lokalspule ist zumindest ein Teil der Antennenanordnung wechselseitig durch Schlitze in dem zumindest einen Füllelement und/oder der Unterlegschicht geführt, wobei eine Verschiebung der Antennenanordnung innerhalb der Lokalspule mittels der wechselseitigen Führung in den Schlitzen vermieden wird. Ein Schlitz kann z. B. als ein Loch mit einer beliebigen Form oder ein Einschnitt ausgeführt sein, welcher das zumindest eine Füllelement und/oder die Unterlegschicht durchbricht. Vorzugsweise ist eine Abmessung des Schlitzes mit einer Abmessung einer Antenne der Antennenanordnung abgestimmt, sodass die Antenne durch den Schlitz führbar ist. Eine wechselseitige Führung des zumindest einen Teils der Antennenanordnung durch Schlitze kann bedeuten, dass die Antenne durch eine Mehrzahl von Schlitzen geführt ist, wobei die Antenne abwechselnd von einer ersten Seite des zumindest einen Füllelements und/oder der Unterlegschicht auf eine zweite Seite des zumindest einen Füllelements und/oder der Unterlegschicht geführt ist. Das zumindest eine Füllelement und/oder die Unterlegschicht weisen dabei vorzugsweise mindestens zwei Schlitze auf. Es ist vorstellbar, dass das zumindest eine Füllelement und/oder die Unterlegschicht eine Mehrzahl von Schlitzen, z. B. vier, sechs, acht oder mehr Schlitze, aufweist.
  • Durch die wechselseitige Führung des zumindest einen Teils der Antennenanordnung in den Schlitzen des zumindest einen Füllelements und/oder der Unterlegschicht lässt sich auf vorteilhafte Weise eine gewünschte Position der Antennenanordnung in der Lokalspule einstellen. Darüber hinaus ist die Antennenanordnung beweglich in den Schlitzen positioniert, wodurch eine Übertragung einer Schubkraft und/oder einer Biegekraft zwischen der Antennenanordnung und dem zumindest einen Füllelement und/oder der Unterlegschicht vorteilhaft reduziert wird.
  • In einer weiteren Ausführungsform der erfindungsgemäßen Lokalspule weisen das zumindest eine Füllelement und/oder die Unterlegschicht eine Haltestruktur auf, welche dazu ausgebildet ist, die elektronische Schaltung in einer vorbestimmten Position zu halten. Eine Haltestruktur kann z. B. als eine an eine Form der elektronischen Schaltung angepasste Vertiefung ausgeführt sein oder ein Befestigungselement aufweisen, welches die elektronische Schaltung in einer vorbestimmten Position an dem zumindest einen Füllelement und/oder der Unterlegschicht hält. Das Befestigungselement kann z. B. ein Druckknopf, ein Klettelement, eine adhäsive Teilfläche, eine Steckmatrix oder eine beliebige Struktur darstellen, welche die elektronische Schaltung kraftschlüssig, formschlüssig und/oder stoffschlüssig mit dem zumindest einen Füllelement und/oder der Unterlegschicht verbindet.
  • Durch die Bereitstellung einer Haltestruktur lässt eine ungewünschte Verschiebung der elektronischen Schaltung innerhalb der Lokalspule auf vorteilhafte Weise vermeiden.
  • Das erfindungsgemäße Magnetresonanzsystem umfasst eine Magnetresonanzvorrichtung, eine Lokalspule und eine elektrische Anschlussleitung, wobei die elektrische Anschlussleitung elektrisch mit dem Anschluss der Antennenanordnung und der Magnetresonanzvorrichtung verbunden ist und dazu ausgelegt ist, eine Signalverbindung zwischen der Magnetresonanzvorrichtung und der Antennenanordnung herzustellen. Der Anschluss der Antennenanordnung kann, wie oben beschrieben, über eine Anschlussdose mit der elektrischen Anschlussleitung verbunden sein. Es ist insbesondere vorstellbar, dass die Antennenanordnung der Lokalspule eine Anordnung von Antennen aufweist, deren empfangene Magnetresonanzsignale zeitgleich mittels der elektrischen Anschlussleitung an die Magnetresonanzvorrichtung übertragen werden. Die Magnetresonanzvorrichtung kann dabei einen Empfängerkanal oder eine Mehrzahl von Empfängerkanälen aufweisen, welche die empfangenen Signale filtern und/oder digitalisieren und an eine Auswerteeinheit mit einem Prozessor übertragen. Die Auswerteeinheit ist vorzugsweise dazu ausgelegt, ein Bild oder ein Spektrum auf Basis der empfangenen Signale abzuleiten und an einen Nutzer der Magnetresonanzvorrichtung über eine Anzeigeeinheit auszugeben.
  • Es ist weiterhin vorstellbar, dass die Magnetresonanzvorrichtung eine Schaltmatrix aufweist, welche die aktiven Empfangskanäle in Abhängigkeit einer zu untersuchenden Körperregion des Patienten auswählt.
  • Durch die Verwendung einer Schaltmatrix zwischen der Lokalspule und der Magnetresonanzvorrichtung können von der Mehrzahl von Antennen der Lokalspule nur Signale jener Antennen an die Magnetresonanzvorrichtung übertragen werden, welche in unmittelbarer Nähe der zu untersuchenden Körperregion des Patienten positioniert sind.
  • In dem erfindungsgemäßen Verfahren zur Herstellung einer Lokalspule weist die Lokalspule zumindest ein Rahmenelement auf, welches stoffschlüssig mit der ersten Außenhaut und der zweiten Außenhaut verbunden ist und die erste Außenhaut von der zweiten Außenhaut beabstandet, wobei die erste Außenhaut, die zweite Außenhaut und das zumindest eine Rahmenelement einen Zwischenraum umschließen, in welchem die Antennenanordnung und das zumindest eine Füllelement eingebettet sind. Ein Rahmenelement stellt dabei einen flachen Trägerkörper mit einer Öffnung nach der obigen Beschreibung dar. Ein Zwischenraum kann ein Volumen sein, welches von der Innenfläche der Öffnung des zumindest einen Rahmenelements sowie der ersten Außenhaut und/oder der zweiten Außenhaut teilweise oder vollständig umschlossen ist. Der Zwischenraum kann z. B. das zumindest eine Füllelement und/oder die Antennenanordnung der Lokalspule beinhalten. Das erfindungsgemäße Verfahren weist die folgenden Schritte auf.
  • In einem Schritt des erfindungsgemäßen Verfahrens wird das zumindest eine Rahmenelement an der ersten Außenhaut positioniert und mit der ersten Außenhaut verbunden, wobei das zumindest eine Rahmenelement eine Mantelfläche des Zwischenraums umschließt und wobei der Zwischenraum in einer der ersten Außenhaut zugewandten Richtung von der ersten Außenhaut begrenzt wird. Ein Positionieren des zumindest einen Rahmenelements an der ersten Außenhaut kann bedeuten, dass das zumindest eine Rahmenelement relativ zu einer Oberfläche der ersten Außenhaut orientiert wird. Dabei kann eine Querschnittsfläche der durchgehenden Öffnung des Rahmenelements im Wesentlichen parallel zu der Oberfläche der ersten Außenhaut ausgerichtet werden, wobei eine gedachte Projektionsfläche des zumindest einen Rahmenelements auf der Oberfläche der ersten Außenhaut innerhalb einer Umfangskontur der ersten Außenhaut liegt. Vorzugsweise wird das zumindest eine Rahmenelement beim Positionieren an der ersten Außenhaut außerdem an die erste Außenhaut herangeführt.
  • Ein Verbinden des zumindest einen Rahmenelements mit der ersten Außenhaut erfolgt vorzugsweise mittels einer stoffschlüssigen Verbindung. Hierfür können, wie oben beschrieben, ein Haftkleber und/oder eine Haftfolie oder dergleichen auf der Oberfläche der ersten Außenhaut und/oder dem zumindest einen Rahmenelement aufgetragen werden, welche beide beim Zusammenfügen stoffschlüssig miteinander verbinden. Mittels der Verbindung des zumindest einen Rahmenelements mit der ersten Außenhaut wird der Zwischenraum in einer der ersten Außenhaut zugewandten Richtung von der ersten Außenhaut begrenzt.
  • In einem weiteren Schritt des erfindungsgemäßen Verfahrens wird die Antennenanordnung in dem Zwischenraum positioniert. Bei dem Positionieren der Antennenanordnung in dem Zwischenraum wird eine Hauptoberfläche der Antennenanordnung vorzugsweise parallel zu einer Querschnittsfläche der durchgehenden Öffnung des zumindest einen Rahmenelements orientiert. Die Antennenanordnung kann dabei so ausgerichtet werden, dass eine gedachte Projektionsfläche der Antennenanordnung auf der Oberfläche der ersten Außenhaut innerhalb einer Umrisskontur der durchgehenden Öffnung des zumindest einen Rahmenelements liegt. Die Antennenanordnung wird anschließend mit der ersten Außenhaut und/oder einer Unterlegschicht und/oder dem zumindest einen Rahmenelement in Kontakt gebracht. Es ist vorstellbar, dass ein Teilbereich oder mehrere Teilbereiche der Antennenanordnung bei dem In-Kontakt-Bringen der Antennenanordnung mit dem zumindest einen Rahmenelement formschlüssig mit dem zumindest einen Rahmenelement verbunden werden. Die Antennen der Antennenanordnung liegen jedoch im Wesentlichen ungebunden in dem Zwischenraum vor. Die erste Außenhaut kann auf einer der Antennenanordnung zugewandten Seite auch eine weitere Schicht und/oder eine funktionale Beschichtung aufweisen. Es ist aber ebenso vorstellbar, dass die Antennenanordnung eine Ummantelung oder einen Überzug aufweist, welcher die Antennenanordnung von der ersten Außenhaut trennt. Die Ummantelung kann z. B. ein thermisch und/oder elektrisch isolierendes und/oder ein brandbeständiges Material aufweisen, welches den Patienten vor einem elektrischen Potenzial oder einer Verbrennung schützt.
  • In einem weiteren Schritt des erfindungsgemäßen Verfahrens wird das zumindest eine Füllelement in dem Zwischenraum positioniert und mit der ersten Außenhaut und/oder einer Oberfläche der Antennenanordnung und/oder dem zumindest einen Rahmenelement in Kontakt gebracht. Das zumindest eine Füllelement kann, wie oben beschrieben, z. B. Watte, Wolle oder ein anderes Material mit geringer Dichte aufweisen. Vorzugsweise wird das zumindest eine Füllelement so in dem Zwischenraum positioniert, dass es den Zwischenraum auffüllt und die Oberflächen der ersten Außenhaut, des zumindest einen Rahmenelements sowie der Antennenanordnung und der ersten Außenhaut benetzt oder bedeckt. Es ist aber ebenso vorstellbar, dass das zumindest eine Füllelement eines oder mehrere vorgeformte Teile aufweist, welche in einer vorbestimmten Relativposition zueinander in dem Zwischenraum des zumindest einen Rahmenelements angeordnet werden.
  • In einem weiteren Schritt des erfindungsgemäßen Verfahrens wird die zweite Außenhaut an dem zumindest einen Rahmenelement positioniert und mit dem zumindest einen Rahmenelement verbunden. Bei dem Positionieren der zweiten Außenhaut an dem zumindest einen Rahmenelement wird eine Oberfläche der zweiten Außenhaut im Wesentlichen parallel zu einer Querschnittfläche der durchgehenden Öffnung des zumindest einen Rahmenelements ausgerichtet und an das zumindest eine Rahmenelement herangeführt. Die zweite Außenhaut und/oder das zumindest eine Rahmenelement können beispielsweise einen Haftklebstoff und/oder eine Haftfolie aufweisen, welche die zweite Außenhaut beim Zusammenführen mit dem zweiten Rahmenelement stoffschlüssig verbinden.
  • In einem weiteren Schritt des erfindungsgemäßen Verfahrens wird die zumindest eine Belüftungsöffnung und/oder ein Randbereich des zumindest einen Rahmenelements ausgeschnitten, wobei das Ausschneiden eine Abtrennung eines beliebig geformten Volumenelements umfasst, wobei ein ausgeschnittenes Volumenelement einen Teil der ersten Außenhaut und/oder einen Teil der zweiten Außenhaut und/oder einen Teil des zumindest einen Rahmenelements aufweist. Ein Ausschneiden der zumindest einen Belüftungsöffnung und/oder eines Randbereichs des zumindest einen Rahmenelements erfolgt vorzugsweise maschinell in einem Sägeverfahren, Stanzverfahren oder dergleichen oder händisch unter Zuhilfenahme eines Messers, einer Säge oder eines vergleichbaren Werkzeugs. Es ist ebenso vorstellbar, dass das Ausschneiden mittels eines Laserschneideverfahrens erfolgt. Ein Randbereich des zumindest einen Rahmenelements kann dabei ein Teilvolumen des zumindest einen Rahmenelements darstellen, welches einen Teil einer Umfangsfläche des zumindest einen Rahmenelements aufweist. Eine Umfangsfläche des Rahmenelements kann dabei mit der Umfangsfläche der Lokalspule übereinstimmen. Vorzugsweise wird durch das Ausschneiden eine Mehrzahl von Belüftungsöffnungen bereitgestellt. Die Anzahl von Belüftungsöffnungen kann z. B. 2, 4, 6, 8 oder mehr betragen. Es ist ebenso vorstellbar, dass die Anzahl von Belüftungsöffnung ungerade ist. Vorzugsweise wird ein Ausschnitt für eine Belüftungsöffnung oder eines Randbereichs nur an jenen Stellen der Lokalspule vorgenommen, welche durch ein Rahmenelement unterfüttert sind.
  • In einem weiteren Schritt des erfindungsgemäßen Verfahrens erfolgt die Durchführung eines Fügeverfahrens zum stoffschlüssigen Verbinden des zumindest einen Rahmenelements mit der ersten Außenhaut und der zweiten Außenhaut entlang einer Umfangsfläche der Lokalspule und/oder einer Innenfläche der zumindest einen Belüftungsöffnung. Ein Fügeverfahren kann ein beliebiges Verfahren darstellen, welches das zumindest eine Rahmenelement mit der ersten Außenhaut und der zweiten Außenhaut unter Verwendung eines Haftklebstoffs und/oder erhöhter Temperatur und/oder erhöhtem Druck miteinander stoffschlüssig verbindet. Verzugsweise werden bei dem Fügeverfahren sowohl ein Haftklebstoff, sowie eine erhöhte Temperatur und ein erhöhter Druck eingesetzt.
  • Es ist vorstellbar, dass die erste Außenhaut und die zweite Außenhaut bei dem Fügeverfahren um einen Rand des zumindest einen Rahmenelements und/oder einen Rand der zumindest einen Belüftungsöffnung herumgeführt und mit der Innenfläche der zumindest einen Belüftungsöffnung und/oder der Umfangsfläche des zumindest einen Rahmenelements verbunden werden. Die erste Außenhaut und die zweite Außenhaut können hierfür gegenüber den Rändern des zumindest einen Rahmenelements und/oder der zumindest einen Belüftungsöffnung einen Überstand aufweisen. Ein solcher Überstand der ersten Außenhaut und der zweiten Außenhaut kann beispielsweise durch ein separates Ausschneiden der zumindest einen Belüftungsöffnung und/oder des Randbereichs der ersten Außenhaut und der zweiten Außenhaut erhalten werden. Das Ausschneiden der ersten Außenhaut und der zweiten Außenhaut kann hierfür z. B. bereits vor dem Verbinden mit dem zumindest einen Rahmenelement erfolgen.
  • Es ist weiterhin vorstellbar, dass das zumindest eine Rahmenelement entlang des Randes der zumindest einen Belüftungsöffnung und/oder der Umfangskontur der Lokalspule durch das Fügeverfahren verdichtet wird, um die Lokalspule in diesem Bereich zu verstärken und eine Faltenbildung zu unterdrücken.
  • Durch das erfindungsgemäße Verfahren lässt sich eine Lokalspule mit einer beliebigen Anzahl an Belüftungsöffnungen bereitstellen, welche eine Faltenbildung bei der Anformung der Lokalspule an die Gestalt des Patienten auf vorteilhafte Weise unterdrückt. Weiterhin können mittels des beschriebenen Verfahrens scharfkantige Fügelinien entlang der Umfangsfläche der Lokalspule und der Innenfläche der zumindest einen Belüftungsöffnung vermieden werden, wodurch der Patientenkomfort bei der Magnetresonanzuntersuchung erhöht wird.
  • In einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens wird eine Unterlegschicht in dem Zwischenraum positioniert und mit der ersten Außenhaut in Kontakt gebracht. Eine Unterlegschicht weist vorzugsweise eine besonders geringe Oberflächenrauheit und/oder besonders geringe Adhäsionskräfte zu den Oberflächen einer oder mehrerer Komponenten der Lokalspule auf. Es ist vorstellbar, dass die Unterlegschicht elastisch verformbar ist und/oder eine funktionale Beschichtung aufweist. Es ist ebenso vorstellbar, dass die Unterlegschicht weitere Schichten umfasst. Die Unterlegschicht ist vorzugsweise ungebunden auf der ersten Außenhaut positioniert, sodass die erste Außenhaut bei Anformung der Lokalspule an die Gestalt des Patienten relativ zu der Unterlegschicht verschiebbar ist. Die Unterlegschicht kann ebenso ein Füllelement in dem Zwischenraum der Lokalspule darstellen. Es ist vorstellbar, dass die Unterlegschicht in einem nachfolgenden Schritt mit der Antennenanordnung und/oder dem zumindest einen Füllelement in Kontakt gebracht wird.
  • Mittels der Unterlegschicht wird der Transport von Schubkräften und/oder Biegekräften durch die Lokalspule bei Anformung der Lokalspule an die Gestalt des Patienten auf vorteilhafte Weise weiter eingeschränkt. Dadurch lassen sich Spannungskräfte zwischen den Komponenten der Lokalspule bei Verformung der Lokalspule reduzieren.
  • In einer weiteren Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens weisen zumindest die erste Außenhaut und das zumindest eine Rahmenelement eine Anordnung von Löchern auf, welche komplementär zu einer Matrix von Halteelementen einer Montagestruktur angeordnet sind, wobei zumindest die erste Außenhaut und das zumindest eine Rahmenelement bei dem Positionieren des zumindest einen Rahmenelements an der ersten Außenhaut mittels Eingreifen der Matrix von Halteelementen in die Anordnung von Löchern in einer vorbestimmten Relativposition zueinander orientiert werden. Eine Anordnung von Löchern kann ein Loch oder eine Mehrzahl von Löchern umfassen, welche in einem vorbestimmten Muster auf zumindest der ersten Außenhaut und dem zumindest einen Rahmenelement verteilt sind. Die Löcher können dabei eine beliebige Form aufweisen. Vorstellbar sind polygonale oder ovale Formen wie z. B. Quadrate oder Kreise.
  • Vorzugsweise wird die erste Außenhaut so an der Montagestruktur orientiert, dass die Anordnung von Löchern deckungsgleich mit der Matrix von Halteelementen ausgerichtet ist. Die erste Außenhaut kann anschließend mit der Montagestruktur zusammengeführt werden, wobei die Matrix von Halteelementen in die Anordnung von Löchern eingreift und die erste Außenhaut mit der Montagestruktur In-Kontakt-gebracht wird. Das zumindest eine Rahmenelement kann in analoger Weise auf die Matrix von Halteelementen geführt werden. Es ist vorstellbar, dass weitere Komponenten der Lokalspule, wie z. B. die Unterlegschicht und/oder das zumindest eine Füllelement und/oder die zweite Außenhaut in vergleichbarer Weise an der Montagestruktur positioniert und in einer vorbestimmten Relativposition auf die Matrix von Halteelementen geführt werden.
  • Durch die Verwendung der Montagestruktur lässt sich ein Aufwand für die Ausrichtung der Komponenten der Lokalspule auf vorteilhafte Weise reduzieren. Dadurch kann die Lokalspule kostengünstiger und/oder zeiteffizienter hergestellt werden.
  • In einer weiteren Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens ist die Anordnung von Löchern in dem Randbereich des zumindest einen Rahmenelements und/oder in einem Bereich der zumindest einen Belüftungsöffnung positioniert und wird bei dem Ausschneiden (S6) der zumindest einen Belüftungsöffnung und/oder des Randbereichs des zumindest einen Rahmenelements abgetrennt. Die Anordnung von Löchern kann dabei auch an anderen Komponenten der Lokalspule, wie z. B. der ersten Außenhaut, dem zumindest einen Füllelement und/oder der Unterlegschicht verteilt sein und bei dem Ausschneiden (S6) von der Lokalspule abgetrennt werden.
  • Durch die Positionierung der Anordnung von Löchern in jenen Bereichen der Lokalspule, welche durch das Ausschneiden der zumindest einen Belüftungsöffnung und/oder des Randbereichs des zumindest einen Rahmenelements abgetrennt werden, lässt sich ein Fügeverfahren zur Bereitstellung von makroskopisch glatten Oberflächen an einer Innenfläche der Anordnung von Löchern auf vorteilhafte Weise vermeiden. Dadurch kann der Fertigungsaufwand der Lokalspule reduziert werden und die Lokalspule kann kostengünstiger hergestellt werden.
  • Das erfindungsgemäße Werkzeug zur Herstellung einer Lokalspule weist eine Montagestruktur mit einer Matrix von Halteelementen auf. Ein Halteelement stellt vorzugsweise einen Bolzen, einen Pin, einen Stift, einen Haken oder dergleichen dar. Vorzugsweise ist die Form eines Halteelements im Wesentlichen zylindrisch, ein Halteelement kann aber auch als Kegel, Konus, Quader, Pyramide oder dergleichen ausgeführt sein. Eine Querschnittsform eines Halteelements stimmt dabei vorzugsweise mit der Form eines Loches der Anordnung von Löchern überein. Es ist vorstellbar, dass die Halteelemente der Matrix von Halteelementen in einem vorbestimmten Muster angeordnet sind, welches mit dem vorbestimmten Muster der Anordnung von Löchern übereinstimmt.
  • Eine Montagestruktur stellt vorzugsweise eine ebene Platte mit einer im Wesentlichen planen Oberfläche dar, auf welcher die Halteelemente in dem vorbestimmten Muster angeordnet sind. Die Montagestruktur weist vorzugsweise ein formstabiles Material, wie z. B. Metall, Stein, Holz oder vergleichbare Kunststoffe oder Verbundwerkstoffe, auf. Es ist vorstellbar, dass die ebene Platte der Montagestruktur zwei im Wesentlichen planare Oberflächen umfasst, welche parallel zueinander ausgerichtet sein können. Die Montagestruktur und die Matrix von Halteelementen können einstückig miteinander verbunden sein. Ein Halteelemente der Matrix von Halteelementen kann jedoch auch mittels einer formschlüssigen, einer kraftschlüssigen und/oder einer stoffschlüssigen Verbindung mit der Montagestruktur verbunden sein.
  • Zumindest die erste Außenhaut und das zumindest eine Rahmenelement sind mittels der Anordnung von Löchern an der Matrix von Halteelementen positionierbar und in einer vorbestimmten Relativposition zueinander orientierbar. Es ist aber ebenso vorstellbar, dass weitere Komponenten der Lokalspule, wie z. B. das zumindest eine Füllelement, die Unterlegschicht und/oder die zweite Außenhaut, eine Anordnung von Löchern aufweisen und in einer vorbestimmten Relativposition an der Matrix von Halteelementen der Montagestruktur positionierbar sind.
  • Durch die Verwendung der Montagestruktur lässt sich eine Vielzahl von unterschiedlichen Komponenten der Lokalspule in einer vorbestimmten Relativposition zueinander positionieren. Dadurch kann eine aufwändige Ausrichtung einzelner Komponenten in den einzelnen Schritten des Herstellungsverfahrens auf vorteilhafte Weise vermieden werden.
  • Weitere Vorteile und Einzelheiten ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen in Verbindung mit den Zeichnungen. Es zeigen in Prinzipdarstellung:
    • 1 eine mögliche Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Magnetresonanzsystems,
    • 2 eine mögliche Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Lokalspule,
    • 3 ein mögliches Zwischenprodukt des erfindungsgemäßen Verfahrens,
    • 4 ein mögliches Zwischenprodukt des erfindungsgemäßen Verfahrens,
    • 5 ein mögliches Ablaufdiagramm eines erfindungsgemäßen Verfahrens,
    • 6 eine mögliche Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Montagestruktur,
    • 7 ein mögliches Zwischenprodukt des erfindungsgemäßen Verfahrens,
    • 8 ein mögliches Zwischenprodukt des erfindungsgemäßen Verfahrens,
    • 9 eine mögliche Ausführungsform der erfindungsgemäßen Lokalspule.
  • In 1 ist eine Ausführungsform des Magnetresonanzsystems mit einer Magnetresonanzvorrichtung 10, einer Lokalspule 26 sowie einer elektrischen Anschlussleitung 27 schematisch dargestellt. Die Magnetresonanzvorrichtung 10 umfasst eine Magneteinheit 11, welche z. B. einen Permanentmagneten, einen Elektromagneten oder einen supraleitenden Hauptmagneten 12 zur Erzeugung eines starken und insbesondere homogenen Hauptmagnetfeld 13 (statisches Magnetfeld B0) aufweist. Zudem umfasst die Magnetresonanzvorrichtung 10 einen Patientenaufnahmebereich 14 zu einer Aufnahme eines Patienten. Der Patientenaufnahmebereich 14 ist im vorliegenden Ausführungsbeispiel zylinderförmig ausgebildet und in einer Umfangsrichtung der Magneteinheit 11 umgeben. Grundsätzlich sind jedoch auch von diesem Beispiel abweichende Ausbildungen des Patientenaufnahmebereichs 14 vorstellbar.
  • Der Patient kann mittels einer Patientenlagerungsvorrichtung 16 der Magnetresonanzvorrichtung 10 in dem Patientenaufnahmebereich 14 positioniert werden. Die Patientenlagerungsvorrichtung 16 weist hierfür einen innerhalb des Patientenaufnahmebereichs 14 bewegbar ausgestalteten Patiententisch 17 auf. Die Magneteinheit 11 weist weiterhin eine Gradientenspule 18 zum Erzeugen von Magnetfeldgradienten auf, welche für eine Ortskodierung während einer Bildgebung verwendet wird. Die Gradientenspule 18 wird mittels einer Gradientensteuereinheit 19 der Magnetresonanzvorrichtung 10 angesteuert. Die Magneteinheit 11 kann weiterhin eine Hochfrequenzantenne umfassen, welche im vorliegenden Ausführungsbeispiel als fest in die Magnetresonanzvorrichtung 10 integrierte Körperspule 20 ausgebildet ist. Die Körperspule 20 ist zu einer Anregung von Atomkernen ausgelegt, die sich in dem von dem Hauptmagneten 12 erzeugten Hauptmagnetfeld 13 befinden. Die Körperspule 20 wird von einer Hochfrequenzeinheit 21 der Magnetresonanzvorrichtung 10 angesteuert und strahlt hochfrequente Signale in einen Untersuchungsraum ein, der im Wesentlichen von einem Patientenaufnahmebereich 14 der Magnetresonanzvorrichtung 10 gebildet ist. Die Körperspule 20 ist weiterhin zum Empfang von Magnetresonanzsignalen ausgebildet.
  • Zu einer Steuerung des Hauptmagneten 12, der Gradientensteuereinheit 19 und zur Steuerung der Hochfrequenzeinheit 21 weist die Magnetresonanzvorrichtung 10 eine Steuereinheit 22 auf. Die Steuereinheit 22 ist dazu ausgebildet eine Durchführung einer Sequenz, wie z. B. einer bildgebenden Gradientenechosequenz oder einer TSE-Sequenz, zu steuern. Zudem umfasst die Steuereinheit 22 eine Auswerteeinheit 28 zu einer Auswertung von digitalisierten Magnetresonanzsignalen, die während der Magnetresonanzuntersuchung erfasst werden.
  • Des Weiteren umfasst die Magnetresonanzvorrichtung 10 eine Benutzerschnittstelle 23, welche eine Signalverbindung mit der Steuereinheit 22 aufweist. Steuerinformationen, wie beispielsweise Bildgebungsparameter und rekonstruierte Magnetresonanzbilder, können auf einer Anzeigeeinheit 24, beispielsweise auf zumindest einem Monitor, der Benutzerschnittstelle 23 für einen Nutzer angezeigt werden. Weiterhin weist die Benutzerschnittstelle 23 eine Eingabeeinheit 25 auf, mittels der Parameter einer Magnetresonanzmessung von dem Nutzer eingegeben werden können. Ferner weist die Magnetresonanzvorrichtung 10 eine Lokalspule 26 auf, welche an dem Patienten 15 positioniert ist und Magnetresonanzsignale einer Körperregion des Patienten 15 an die Magnetresonanzvorrichtung 10 überträgt. Die Lokalspule 26 weist vorzugsweise eine elektrische Anschlussleitung 27 auf, welche eine Signalverbindung mit entsprechenden Empfängerkanälen der Hochfrequenzeinheit 21 und der Steuereinheit 22 bereitstellt. Die Empfängerkanäle filtern und digitalisieren das von der Lokalspule 26 empfangene Signal und übergeben die Daten der Auswerteeinheit 28, welche ein Bild oder ein Spektrum aus den Daten ableitet und dem Nutzer über die Anzeigeeinheit 24 zur Verfügung stellt.
  • 2 zeigt eine Ausführungsform der erfindungsgemäßen Lokalspule 26. Die Lokalspule 26 weist in diesem Beispiel sechs Belüftungsöffnungen 42 auf, welche gleichmäßig über die Lokalspule 26 verteilt sind. An der Seite mit der zweiten Außenhaut 33 ist außerdem eine Anschlussdose 41 vorgesehen, welche mit einer elektrischen Anschlussleitung 27 elektrisch und mechanisch verbunden werden kann. Die Lokalspule 26 weist entlang ihres Rands eine Umfangsfläche 36 auf. Die erste Außenhaut 32 und die zweite Außenhaut 33 sind an dem Rand der Lokalspule 26 zu der Umfangsfläche 36 hin angeformt und mit dem Rahmenelement 31g der Lokalspule 26 stoffschlüssig verbunden. Der Übergangsbereich zwischen der ersten Außenhaut 32, dem Rahmenelement 31g und der zweiten Außenhaut 33 weist dabei eine makroskopisch glatte Oberfläche auf. Es ist vorstellbar, dass der Übergangsbereich zwischen der ersten Außenhaut 32, dem Rahmenelement 31g und der zweiten Außenhaut 33 einen Haftklebstoff aufweist, welcher einen Höhenunterschied zwischen dem Rahmenelement 31g und der ersten Außenhaut 32 und/oder der zweiten Außenhaut 33 an der Umfangsfläche 36 ausgleicht. Der flache Trägerkörper der Lokalspule 26 ist beispielsweise als Rahmenelement 31g ausgeführt.
  • 2 zeigt ferner eine Schnittansicht der Lokalspule 26. Die Schnittansicht zeigt die Antennenanordnung 34, die Füllelemente 35a und 35b, die Unterlegschicht 37 sowie das Rahmenelement 31b, welches eine Belüftungsöffnung 42 entlang der Mantelfläche umschließt. Es ist ebenso vorstellbar, dass die Lokalspule 26 ein Füllelement 35a vermeidet. In diesem Fall ist die Antennenanordnung 34 lediglich zwischen dem Füllelement 35b und der Unterlegschicht 37 positioniert, wodurch die Beweglichkeit der Antennenanordnung 34 erhöht wird. Die Rahmenelemente 31a, 31b, 31c, 31d, 31e und 31f (31a-f) sind vorzugsweise dazu ausgebildet, die Belüftungsöffnungen 42 mechanisch zu verstärken. In der gezeigten Ausführungsform sind die erste Außenhaut 32 und die zweite Außenhaut 33 an den Rändern der Belüftungsöffnungen 42 an die Innenflächen 39 der Belüftungsöffnungen 42 herumgeführt und mit diesen stoffschlüssig verbunden. In einer Ausführungsform können die erste Außenhaut 32 und die zweite Außenhaut 33 dagegen auch mit dem Rand der Belüftungsöffnung 42 an der Oberfläche der Lokalspule 26 abschließen, sodass die Innenfläche der Belüftungsöffnungen 42 im Wesentlichen von den Rahmenelementen 31a-f gebildet wird.
  • 3 zeigt ein mögliches Ablaufdiagramm des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Herstellung der Lokalspule 26. Einzelne Verfahrensschritte erfolgen vorzugsweise automatisch in einer dedizierten Fertigungsmaschine. Es ist aber ebenso vorstellbar, dass die Schritte händisch ausgeführt werden. Vorzugsweise werden die Komponenten der Lokalspule 26, wie z. B. die erste Außenhaut 32, die Rahmenelemente 31a, 31b, 31c, 31d, 31e, 31f, 31g (31a-g) und die zweite Außenhaut 33, auf einer Montagestruktur (siehe 6) angeordnet und in einer vorbestimmten Relativposition zueinander ausgerichtet.
  • In einem Schritt S1 werden die Rahmenelemente 31a-g an der ersten Außenhaut 32 positioniert und mit der ersten Außenhaut verbunden. Hierfür kann ein Haftklebstoff auf den Rahmenelementen 31a-g und/oder der ersten Außenhaut 32 aufgetragen sein, welcher die erste Außenhaut 32 stoffschlüssig mit den Rahmenelementen 31a-g verbindet.
  • Es ist auch vorstellbar, dass die erste Außenhaut 32 bereits auf einer den Rahmenelementen 31a-g zugewandten Seite mit einer Unterlegschicht 37 verbunden ist, mit welcher die Rahmenelemente 31a-g mittels des Haftklebstoffs verbunden werden. Die erste Außenhaut 32 kann ferner eine funktionale Beschichtung auf einer beliebigen Seite aufweisen, welche z. B. biokompatibel, wasserabweisend und/oder elastisch verformbar ist. Durch die Verbindung des Rahmenelements 31g mit der ersten Außenhaut 32 entsteht ein Zwischenraum 38 (siehe 4), welcher entlang seiner Mantelfläche von dem Rahmenelement 31g umschlossen und in Richtung der ersten Außenhaut 32 von der ersten Außenhaut 32 begrenzt ist.
  • In dem optionalen Schritt S2 wird die Unterlegschicht 37 in dem Zwischenraum 38 positioniert und mit der ersten Außenhaut 32 in Kontakt gebracht. Die Unterlegschicht 37 ist bei dieser Ausführung des Verfahrens als Einlage ausgeführt und wird ungebunden an die Rahmenelemente 31a-g und die erste Außenhaut 32 angelegt. Es ist aber ebenso vorstellbar, dass die Unterlegschicht 37 in dem Schritt S2 stoffschlüssig mit der ersten Außenhaut 32 verbunden wird.
  • In dem Schritt S3 wird die Antennenanordnung 34 in dem Zwischenraum 38 positioniert und mit der Unterlegschicht 37 in Kontakt gebracht. Die Antennenanordnung 34 weist vorzugsweise mehrere Antennen mit flexiblen Leiterplatten (z. B. PCB) auf, welche z. B. schlaufenförmig in den Zwischenraum 38 der Lokalspule 26 eingelegt werden. Es ist auch vorstellbar, dass die Antennenanordnung 34 bei dem Positionieren in dem Zwischenraum 38 formschlüssig oder kraftschlüssig mit einem oder mehreren der Rahmenelemente 31a-g verbunden wird.
  • In dem Schritt S4 wird zumindest ein Füllelement 35 in dem Zwischenraum 38 positioniert und mit der Oberfläche der ersten Außenhaut 32 oder der Unterlegschicht 37 und/oder der Antennenanordnung 34 in Kontakt gebracht. Vorzugsweise wird eine Mehrzahl von Füllelementen 35, wie z. B. die in 2 gezeigten Füllelemente 35a und 35b, in dem Zwischenraum 38 positioniert, um Höhenunterschiede zwischen der Antennenanordnung 34 und der ersten Außenhaut 34 oder der Unterlegschicht 37 auszugleichen und/oder eine möglichst hohe Packungsdichte in dem Zwischenraum 38 der Lokalspule 26 zu erhalten. Das Füllelement 35b schließt im Wesentlichen plan mit jener Oberfläche der Rahmenelemente 31a-g ab, welche von der ersten Außenhaut 32 abgewandt ist (siehe 5).
  • In dem Schritt S5 wird die zweite Außenhaut 33 an den Rahmenelementen 31a-g und dem Füllelement 35b positioniert und mit den Rahmenelementen 31a-g stoffschlüssig verbunden. Analog zu Schritt S1 kann ein Haftklebstoff auf den Rahmenelementen 31a-g und/oder der zweiten Außenhaut 33 aufgetragen sein, welcher die zweite Außenhaut 33 stoffschlüssig mit den Rahmenelementen 31a-g verbindet. Es ist auch vorstellbar, dass die zweite Außenhaut 33 auf einer Seite eine funktionale Beschichtung oder eine zusätzliche Schicht aufweist.
  • Die zweite Außenhaut 33 kann so an den Rahmenelementen 31a-g ausgerichtet werden, dass eine Aussparung in der zweiten Außenhaut 33 im Wesentlichen konzentrisch zu einer Aussparung 43 in dem Füllelement 35b und dem Anschluss 46 der Antennenanordnung 34 positioniert ist. Es ist aber ebenso vorstellbar, dass die Aussparung 43 für den Anschluss 46 der Antennenanordnung 34 in einem nachfolgenden Schritt gestanzt oder ausgeschnitten wird.
  • In dem Schritt S6 werden die Belüftungsöffnungen 42 und/oder der Randbereich des Rahmenelements 31g ausgeschnitten. Das Ausschneiden umfasst eine Abtrennung eines beliebig geformten Volumenelements (siehe 5), welches einen Teil des Rahmenelements 31g, aber auch der ersten Außenhaut 32 und/oder der zweiten Außenhaut 33 aufweisen kann. In einer möglichen Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens werden sowohl Teile der ersten Außenhaut 32, des Rahmenelements 31g, sowie Teile der Rahmenelemente 31a-f und Teile der zweiten Außenhaut 33 bei dem Ausschneiden abgetrennt. Es ist aber ebenso vorstellbar, dass die Rahmenelemente 31a-f Hohlzylinder sind, welche bereits einen Ausschnitt für die Belüftungsöffnungen 42 aufweisen. In diesem Fall können die Hauptoberflächen der Rahmenelemente 31a-g mit der ersten Außenhaut 32 und der zweiten Außenhaut 33, wie in den Schritten S1 und S5 beschrieben, verbunden werden. Bei dem Ausschneiden der Belüftungsöffnungen 42 in dem Schritt S6 werden nachfolgend nur die Teile der ersten Außenhaut 32 und der zweiten Außenhaut 33 abgetrennt, welche die Belüftungsöffnungen 42 verdecken.
  • In dem Schritt S7 wird ein Fügeverfahren zum stoffschlüssigen Verbinden des Rahmenelements 31g mit der ersten Außenhaut 32 und der zweiten Außenhaut 33 durchgeführt. Dabei werden das Rahmenelement 31g entlang der Umfangsfläche 36 und/oder die Rahmenelemente 31a-f entlang der Innenflächen 39 der Belüftungsöffnungen 42 stoffschlüssig mit der ersten Außenhaut 32 und der zweiten Außenhaut 33 verbunden. Vorzugsweise erfolgt die Verbindung nach Auftragen eines Haftklebstoffs an dem Rahmenelement 31g, den Rahmenelementen 31a-f, der ersten Außenhaut 32 und/oder der zweiten Außenhaut 33. Es ist vorstellbar, dass das Fügeverfahren ein Heißverstemmen oder ein vergleichbares Fügeverfahren umfasst, bei welchem die erste Außenhaut 32 und die zweite Außenhaut 33 unter erhöhtem Druck und erhöhter Temperatur mit der Umfangsfläche 36 und/oder der Innenfläche 39 stoffschlüssig verbunden werden.
  • Es sei darauf hingewiesen, dass der beschriebene Ablauf des Verfahrens lediglich eine mögliche Ausführungsform darstellt. Es ist beispielsweise vorstellbar, dass die Verfahrensschritte in einer anderen Reihenfolge durchgeführt werden und/oder dass einzelne oder mehrere Verfahrensschritte mehrfach durchgeführt werden.
  • 4 zeigt ein Zwischenprodukt der erfindungsgemäßen Lokalspule 26 nach dem Schritt S1 des erfindungsgemäßen Verfahrens. In diesem Zustand sind das Rahmenelement 31g sowie die Rahmenelemente 31a-f auf der ersten Außenhaut 32 positioniert und mit dieser stoffschlüssig verbunden. Die den Rahmenelementen 31a-f zugewandte Innenfläche des Rahmenelements 31g schließt einen Zwischenraum 38 ein, in welchen weitere Komponenten der Lokalspule 26 positioniert werden können. Der Zwischenraum 38 wird in einer der ersten Außenhaut 32 zugewandten Richtung von der ersten Außenhaut 32 begrenzt. Es ist vorstellbar, dass die erste Außenhaut 32, wie dargestellt, über das Rahmenelement 31g hinausragt. Die erste Außenhaut 32 kann in einem Verfahrensschritt auf eine gewünschte Abmessung zugeschnitten werden. In dem dargestellten Beispiel ist der flache Trägerkörper der Lokalspule 26 als quaderförmiges Rahmenelement 31g ausgeführt und weist außerdem sechs zylindrische Rahmenelemente 31a-f auf. Es ist ebenso vorstellbar, dass der flache Trägerkörper weniger oder weitere Rahmenelemente 31a-f aufweist. In einer vorstellbaren Ausführungsform ist der flache Trägerkörper als Rahmenelement 31h ausgeführt (siehe 7), bei welchem die Rahmenelementen 31a-f einstückig oder stoffschlüssig, z. B. über Stege oder Schienen, mit dem Rahmenelement 31g verbunden sind.
  • 5 zeigt ein weiteres Zwischenprodukt der erfindungsgemäßen Lokalspule 26 nach dem Schritt S4 des erfindungsgemäßen Verfahrens. In diesem Zustand ist der Zwischenraum 38 der Lokalspule 26 mit den Füllelementen 35 und 35b aufgefüllt. Die Oberfläche des Füllelements 35b schließt dabei plan mit den Oberflächen der Rahmenelemente 31a-g ab. Dadurch kann die zweite Außenhaut 33 in einem nachfolgenden Schritt eben auf dem Rahmenelement 31g, den Rahmenelementen 31a-f und dem Füllelement 35b positioniert werden und stoffschlüssig mit dem Rahmenelement 31g und den Rahmenelementen 31a-f verbunden werden. Das Füllelement 35b weist in dem gezeigten Beispiel eine Aussparung 43 auf, welche einen Zugang zu dem Anschluss 46 der Antennenanordnung 34 ermöglicht. Vorzugsweise weist die zweite Außenhaut 33 eine komplementäre Aussparung auf, um die elektrische Anschlussleitung 27 und/oder die Anschlussdose 41 elektrisch mit dem Anschluss 46 der Antennenanordnung 34 verbinden zu können. Das Rahmenelement 31g sowie die Rahmenelemente 31a-f weisen in der 5 eine gedachte Schnittlinie (gestrichelt) auf. Vorzugsweise werden das Rahmenelement 31g und die Rahmenelemente 31a-f in dem Schritt S6 entlang dieser gedachten Schnittlinie ausgeschnitten, um eine gewünschte Form der Lokalspule 26 zu erhalten und die Belüftungsöffnungen 42 bereitzustellen. Wie in 5 dargestellt, bleibt ein Randbereich der Rahmenelemente 31a-f nach dem Ausschneiden erhalten, um den Innenrand der Belüftungslöcher 42 zu verstärken und/oder um eine formstabile Oberfläche für die stoffschlüge Verbindung mit der ersten Außenhaut 32 und der zweiten Außenhaut 33 bereitzustellen. Die Abmessungen der nach dem Ausschneiden erhaltenen Rahmenelemente 31a-g sind dabei nur beispielhaft dargestellt und können davon abweichen. Beispielsweise kann das Rahmenelement 31g nach dem Ausschneiden eine signifikant geringere Wandstärke aufweisen. Es ist vorstellbar, dass die erste Außenhaut 32 zusammen mit dem Randbereich des Rahmenelements 31g entlang der gedachten Schnittlinie abgetrennt wird. Vorzugsweise weist die erste Außenhaut 32 jedoch einen Überstand gegenüber dem Rahmenelement 31g auf, welcher in einem weiteren Schritt S7 an die Umfangsfläche 36 der Lokalspule 26 angeformt wird und mit dieser verbunden wird. Die erste Außenhaut 32 kann hierfür bereits eine gewünschte Abmessung aufweisen oder nachfolgend entlang einer Schnittlinie (nicht gezeigt) ausgeschnitten werden, welche einen Überstand zu dem Rahmenelement 31g aufweist. Mit der zweiten Außenhaut 33 kann in analoger Weise verfahren werden.
  • Die Lokalspule 26 weist in der in 5 gezeigten Ausführungsform eine Anordnung von Löchern 44 auf, welche in einem vorbestimmten Muster auf dem Rahmenelement 31g und den Rahmenelementen 31a-f verteilt sind. Vorzugsweise befinden sich diese Löcher 44 an jenen Bereichen des Rahmenelements 31g sowie der Rahmenelemente 31a-f, welche mittels des Ausschneidens der Belüftungsöffnungen 42 sowie des Randbereichs des Rahmenelements 31g abgetrennt werden. Die Anordnung von Löchern 44 kann mit einer korrespondierenden Matrix von Halteelementen 51 zusammengeführt werden, um die erste Außenhaut 32, das Rahmenelement 31g sowie die Rahmenelemente 31a-f in einer vorbestimmten Relativposition zueinander auszurichten. Es ist ebenso vorstellbar, dass auch die zweite Außenhaut 33 und die Unterlegschicht 37 (nicht gezeigt) eine entsprechende Anordnung von Löchern 44 aufweisen.
  • 6 zeigt eine Ausführungsform des erfindungsgemäßen Werkzeugs zur Herstellung der Lokalspule 26 in dem erfindungsgemäßen Verfahren. Das Werkzeug umfasst eine Montagestruktur 50 mit einer ebenen Platte 52 und einer Matrix von Halteelementen 51. Die Halteelemente 51 sind in dem gezeigten Beispiel als zylindrische Körper ausgeführt, welche in die in 5 gezeigte Anordnung von Löchern 44 eingreifen und die Komponenten der Lokalspule 26 in einer vorbestimmten Weise zueinander ausrichten. Das Muster der Matrix von Halteelementen 51 stimmt dabei mit dem Muster der Anordnung von Löchern 44 überein.
  • 7 zeigt ein alternatives Zwischenprodukt des erfindungsgemäßen Verfahrens. Bei dieser Ausführungsform sind die zylindrischen Rahmenelemente 31a-f und das Rahmenelement 31g der 4 beispielhaft als ein einstückiges Rahmenelement 31h ausgeführt. Die oben beschriebenen Schritte S1 und S2 des erfindungsgemäßen Verfahrens sind bei dieser Variante vorzugsweise miteinander vertauscht, da die Antennenanordnung 34 zwischen der ersten Außenhaut 32 und dem Rahmenelement 31h positioniert ist. In 7 ist der Anschluss 46 der Antennenanordnung 34 dargestellt, welcher in nachfolgenden Schritten mit einer Anschlussdose 41 verbunden wird.
  • 8 zeigt ein mögliches Zwischenprodukt des erfindungsgemäßen Verfahrens, bei welchem die Antenne der Antennenanordnung 34 wechselseitig durch Schlitze 64 in der Unterlegschicht 37 geführt ist. Jeweils zwei Schlitze 64 sind dabei in einem geringen Abstand 65 zueinander positioniert, sodass die Antennen über den Abstand 65 auf einer der ersten Außenhaut 32 zugewandten Seite der Unterlegschicht 37 geführt sind. Die Antenne kann z. B. steckbare Verbindungselemente (nicht gezeigt) aufweisen, welche eine Öffnung der Antenne an vorbestimmten Positionen ermöglichen und die wechselseitige Führung durch die Unterlegschicht 37 zu vereinfachen. Die Unterlegschicht 37 weist in dieser Ausführungsform vorzugsweise Durchbrüche oder Öffnungen auf, welche an die Form der zylindrischen Teile des Rahmenelements 31h angepasst sind. Die zylindrischen Teile des Rahmenelements 31h sind vorzugsweise in den Durchbrüchen der Unterlegschicht 37 positioniert, sodass eine der ersten Außenhaut 32 zugewandte Seite der zylindrischen Teile des Rahmenelements 31h mit der ersten Außenhaut 32 verbunden ist. Vorzugweise sind die erste Außenhaut 32 und die zylindrischen Teile des Rahmenelements 31h dabei stoffschlüssig miteinander verbunden.
  • 9 zeigt eine mögliche Ausführungsform der Lokalspule 26 mit einem flachen Trägerkörper 30, welcher aus zwei Hälften besteht, die entlang einer Verbindungsfläche 61 stoffschlüssig miteinander verbunden sind. Die beiden Hälften des flachen Trägerkörpers weisen auf einer der Antennenanordnung 34 zugewandten Seite jeweils eine Aussparung 62 auf, welche beim ordnungsgemäßen Zusammenfügen der beiden Hälften den Zwischenraum 38 ausbilden. Der Zwischenraum 38 ist im gezeigten Beispiel mit der Unterlegschicht 37, dem Füllelement 35 und der Antennenanordnung 34 ausgefüllt. Die Lokalspule 26 weist ferner vier Haltevorrichtungen 63 auf, welche als Schlaufenseiten eines Klettverschlusses ausgeführt sind. Die Lokalspule 26 lässt sich über ein elastisches Band oder einen elastischen Gurt mit entsprechenden Widerhaken des Klettverschlusses an die Gestalt des Patienten anformen und an dem Patienten befestigen. Die Haltevorrichtungen 63 sind in dem gezeigten Beispiel stoffschlüssig mit der zweiten Außenhaut 33 verbunden.
  • Obwohl die Erfindung im Detail durch die bevorzugten Ausführungsbeispiele näher illustriert und beschrieben wurde, so ist die Erfindung dennoch nicht durch die offenbarten Beispiele eingeschränkt und andere Variationen können vom Fachmann hieraus abgeleitet werden, ohne den Schutzumfang der Erfindung zu verlassen.

Claims (14)

  1. Lokalspule (26), umfassend einen flachen Trägerkörper (30), zumindest eine Belüftungsöffnung (42), eine Antennenanordnung (34) zum Empfangen von hochfrequenten Signalen im Frequenz- und Leistungsbereich einer Magnetresonanzvorrichtung (10), aufweisend einen Anschluss (46) zur Herstellung einer elektrischen Verbindung mit der Magnetresonanzvorrichtung (10), wobei die Antennenanordnung (34) in der Lokalspule (26) eingebettet ist, sowie eine erste Außenhaut (32) und eine zweite Außenhaut (33), welche den flachen Trägerkörper (30) an zwei voneinander abgewandten Hauptoberflächen umschließen, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Außenhaut (32) und die zweite Außenhaut (33) disjunkt voneinander stoffschlüssig mit dem flachen Trägerkörper (30) verbunden sind, wobei der flache Trägerkörper (30) aus einem reversibel verformbaren Material besteht und an eine Gestalt eines Patienten (15) anformbar ist und wobei die Lokalspule (26) zumindest ein Füllelement (35) aufweist, welches ungebunden in dem flachen Trägerkörper (30) eingebettet ist und dazu ausgelegt ist, eine Übertragung einer Schubkraft und/oder einer Biegekraft in der Lokalspule (26) bei der Anformung der Lokalspule (26) an die Gestalt des Patienten (15) zu reduzieren.
  2. Lokalspule (26) nach Anspruch 1, wobei die erste Außenhaut (32) und die zweite Außenhaut (33) von einer Hauptoberfläche der Lokalspule (26) an eine Umfangsfläche (36) der Lokalspule (26) und/oder eine Innenfläche (39) der zumindest einen Belüftungsöffnung (42) herumgeführt und stoffschlüssig mit dem flachen Trägerkörper (30) verbunden sind, wobei die stoffschlüssige Verbindung dazu ausgelegt ist, eine Faltenbildung entlang der Umfangsfläche (36) der Lokalspule (26) und/oder der Innenfläche (39) der zumindest einen Belüftungsöffnung (42) bei der Anformung der Lokalspule (26) an die Gestalt des Patienten (15) zu reduzieren.
  3. Lokalspule (26) nach Anspruch 2 wobei die Umfangsfläche (36) der Lokalspule (26) und/oder die Innenfläche (39) der zumindest einen Belüftungsöffnung (42) eine makroskopisch glatte Oberfläche aufweisen.
  4. Lokalspule (26) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Lokalspule (26) eine Haltevorrichtung (63) aufweist, welche dazu ausgelegt ist, die Lokalspule (26) an einer Körperregion des Patienten (15) zu befestigen und in einer anwendungsgemäßen Position an die Gestalt des Patienten (15) anzuformen.
  5. Lokalspule (26) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei eine Antenne der Antennenanordnung (34) ungebunden in der Lokalspule (26) eingebettet ist und bei der Anformung der Lokalspule (26) an die Gestalt des Patienten (15) relativ zu dem zumindest einen Füllelement (35) verschiebbar ist.
  6. Lokalspule (26) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die zweite Außenhaut (33) eine Aussparung aufweist, welche im Wesentlichen konzentrisch zu dem Anschluss (46) der Antennenanordnung (34) positioniert ist, wobei ein Rand der Aussparung der zweiten Außenhaut (33) mit einer Anschlussdose (41) verbunden ist, welche ausgelegt ist, den Anschluss (46) der Antennenanordnung (34) elektrisch mit einer elektrischen Anschlussleitung (27) zu verbinden.
  7. Lokalspule (26) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei zumindest ein Teil der Antennenanordnung (34) wechselseitig durch Schlitze in dem zumindest einen Füllelement (35) und/oder einer Unterlegschicht (37) geführt ist, wobei eine Verschiebung der Antennenanordnung (34) innerhalb der Lokalspule (26) mittels der wechselseitigen Führung in den Schlitzen vermieden wird.
  8. Lokalspule (26) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das zumindest eine Füllelement (35) und/oder die Unterlegschicht (37) eine Haltestruktur aufweisen, welche dazu ausgebildet ist, eine elektronische Schaltung in einer vorbestimmten Position zu halten.
  9. Magnetresonanzsystem, umfassend eine Magnetresonanzvorrichtung (10), eine Lokalspule (26) nach Anspruch 1 und eine elektrische Anschlussleitung (27), wobei die elektrische Anschlussleitung (27) elektrisch mit dem Anschluss (46) der Antennenanordnung (34) und der Magnetresonanzvorrichtung (10) verbunden ist und dazu ausgelegt ist, eine Signalverbindung zwischen der Magnetresonanzvorrichtung (10) und der Antennenanordnung (34) herzustellen.
  10. Verfahren zur Herstellung einer Lokalspule (26) nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Lokalspule (30) zumindest ein Rahmenelement (31g, 31h) aufweist, welches stoffschlüssig mit der ersten Außenhaut (32) und der zweiten Außenhaut (33) verbunden ist und die erste Außenhaut (32) von der zweiten Außenhaut (33) beabstandet, wobei die erste Außenhaut (32), die zweite Außenhaut (33) und das zumindest eine Rahmenelement (31g, 31h) einen Zwischenraum (38) umschließen, in welchem die Antennenanordnung (34) und das zumindest eine Füllelement (35) eingebettet sind, mit den folgenden Schritten: • Positionieren des zumindest einen Rahmenelements (31g, 31h) an der ersten Außenhaut (32) und Verbinden (S1) des zumindest einen Rahmenelements (31g, 31h) mit der ersten Außenhaut (32), wobei das zumindest eine Rahmenelement (31g, 31h) eine Mantelfläche des Zwischenraums (38) umschließt und wobei der Zwischenraum (38) in einer der ersten Außenhaut (32) zugewandten Richtung von der ersten Außenhaut (32) begrenzt wird, • Positionieren (S3) der Antennenanordnung (34) in dem Zwischenraum (38), • Positionieren des zumindest einen Füllelements (35) in dem Zwischenraum (38) und In-Kontakt-Bringen (S4) des zumindest einen Füllelements (35) mit der ersten Außenhaut (32) und/oder einer Oberfläche der Antennenanordnung (34) und/oder dem zumindest einen Rahmenelement (31g, 31h), • Positionieren der zweiten Außenhaut (33) an dem zumindest einen Rahmenelement (31g, 31h) und dem zumindest einen Füllelement (35) und Verbinden (S5) der zweiten Außenhaut (33) mit dem zumindest einen Rahmenelement (31g, 31h), • Ausschneiden (S6) der zumindest einen Belüftungsöffnung (42) und/oder eines Randbereichs des zumindest einen Rahmenelements (31g, 31h), wobei das Ausschneiden eine Abtrennung eines beliebig geformten Volumenelements umfasst, wobei ein ausgeschnittenes Volumenelement einen Teil der ersten Außenhaut (32) und/oder einen Teil der zweiten Außenhaut (33) und/oder einen Teil des zumindest einen Rahmenelements (31g, 31h) aufweist, • Durchführen (S7) eines Fügeverfahrens zum stoffschlüssigen Verbinden des zumindest einen Rahmenelements (31g, 31h) mit der ersten Außenhaut (32) und der zweiten Außenhaut (33) entlang einer Umfangsfläche (36) der Lokalspule (26) und/oder einer Innenfläche (39) der zumindest einen Belüftungsöffnung (42).
  11. Verfahren nach Anspruch 10, ferner aufweisend den Schritt: • Positionieren einer Unterlegschicht (37) in dem Zwischenraum (38) und In-Kontakt-Bringen (S2) der Unterlegschicht (37) mit der ersten Außenhaut (32).
  12. Verfahren nach einem der Ansprüche 10 bis 11, wobei zumindest die erste Außenhaut (32) und das zumindest eine Rahmenelement (31g, 31h) eine Anordnung von Löchern (44) aufweisen, welche komplementär zu einer Matrix von Halteelementen (51) einer Montagestruktur (50) angeordnet sind, wobei zumindest die erste Außenhaut (32) und das zumindest eine Rahmenelement (31g, 31h) bei dem Positionieren des zumindest einen Rahmenelements (31g, 31h) an der ersten Außenhaut (32) mittels Eingreifen der Matrix von Halteelementen (51) in die Anordnung von Löchern (44) in einer vorbestimmten Relativposition zueinander orientiert werden.
  13. Verfahren nach Anspruch 12, wobei die Anordnung von Löchern (44) in dem Randbereich des zumindest einen Rahmenelements (31g, 31h) und/oder in einem Bereich der zumindest einen Belüftungsöffnung (42) positioniert ist und bei dem Ausschneiden (S6) der zumindest einen Belüftungsöffnung (42) und/oder des Randbereichs des zumindest einen Rahmenelements (31g, 31h) abgetrennt wird.
  14. Werkzeug zur Herstellung einer Lokalspule (26) nach Anspruch 1 in einem Verfahren nach Anspruch 12, wobei das Werkzeug eine Montagestruktur (50) mit einer Matrix von Halteelementen (51) aufweist, wobei zumindest die erste Außenhaut (32) und das zumindest eine Rahmenelement (31g, 31h) mittels der Anordnung von Löchern (44) an der Matrix von Halteelementen (51) positionierbar sind und in einer vorbestimmten Relativposition zueinander orientierbar sind.
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