DE10306998B3 - Hochfrequenzantenne für eine Magnetresonanzanlage - Google Patents

Hochfrequenzantenne für eine Magnetresonanzanlage Download PDF

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    • G01R33/00Arrangements or instruments for measuring magnetic variables
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Abstract

Eine Hochfrequenzantenne (6, 7) für eine Magnetresonanzanlage weist eine von zwei verschiedene Anzahl von Antennenstäben (10) und zwei Endringe (11) und genau zwei Verstimmschaltungen (16) auf. Die Antennenstäbe (10) sind regelmäßig um eine Antennenachse (12) herum angeordnet und an ihren Stabenden (E) mit je einem der Endringe (11) verbunden. Mittels der Verstimmschaltungen (16) ist die Hochfrequenzantenne verstimmbar. Wenn die Antennenstäbe (10) im wesentlichen parallel zur Antennenachse (12) verlaufen, weisen sie in ihrem Mittelbereich (M) von der Antennenachse (12) einen Stababstand (ds) auf, der größer als ein Endringabstand (dr) ist, den mindestens einer der Endringe (11) von der Antennenachse (12) aufweist. Wenn die Antennenstäbe (10) mit der Antennenachse (12) einen Neigungswinkel (alpha) bilden, weisen sie an ihrem weiter von der Antennenachse (12) entfernt liegenden Stabende (E) von der Antennenachse (12) einen Stababstand (ds) auf, der größer als ein Endringabstand (dr) ist, den derjenige der Endringe (11), der mit den weiter von der Antennenachse (12) entfernt liegenden Stabenden (E) verbunden ist, aufweist.

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft eine Hochfrequenzantenne für eine Magnetresonanzanlage, mit einer von zwei verschiedenen Anzahl von Antennenstäben und zwei Endringen,
    • – wobei die Antennenstäbe regelmäßig um eine Antennenachse herum sind und an ihren Stabenden mit je einem der Endringe verbunden sind,
    • – wobei entweder jeder Antennenstab im Wesentlichen parallel zur Antennenachse verläuft und in einem Mittelbereich von der Antennenachse einen Stababstand aufweist oder jeder Antennenstab mit der Antennenachse einen Neigungswinkel bildet und an seinem weiter von der Antennenachse entfernt liegenden Stabende von der Antennenachse einen Stababstand aufweist.
  • Derartige Hochfrequenzantennen sind – insbesondere im Falle eines Verlaufs der Antennenstäbe parallel zur Antennenachse – allgemein als Birdcage-Resonatoren bekannt. Bei ihnen sind in den Endringen und/oder den Antennenstäben Kondensatoren angeordnet. Die Hochfrequenzantenne ist derart abgestimmt, dass sie bei einer vorbestimmten bzw. vorbestimmbaren Betriebsfrequenz der Hochfrequenzantenne einen resonanten Schwingkreis bildet.
  • Aus der DE 197 32 783 C1 und den Patent Abstracts of Japan zur JP-A-2000 166 895 sind Birdcage-Resonatoren bekannt, bei denen die Endringe weiter von der Antennenachse entfernt sind als die Antennenstäbe.
  • Durch von der Hochfrequenzantenne abgestrahlte Magnetfelder werden Kernspins eines Untersuchungsobjekts (oftmals eines Menschen) zu Resonanzen angeregt. Die Resonanzen werden dann erfasst und ausgewertet. Die Erfassung der Resonanzsignale kann dabei gegebenenfalls mit der selben Antenne erfolgen.
  • Durch den Trend zu immer kürzeren Magnetsystemen besteht bei konventionellen Ganzkörper-Sendeantennen die Gefahr, dass das sogenannte Doppeldeutigkeitsartefakt auftritt. Solche Doppeldeutigkeitsartefakte werden dadurch hervorgerufen, dass durch die Überlagerung von Grundmagnetfeld und Gradientenmagnetfeld zwei oder noch mehr Stellen existieren, an denen die gleiche Gesamtfeldstärke vorherrscht. Dabei liegt üblicherweise eine dieser Stellen innerhalb eines gewünschten Aufnahmevolumens, mindestens eine weitere außerhalb des Aufnahmevolumens. Wenn nun die Hochfrequenzfeldstärke an der Stelle außerhalb des Aufnahmevolumens nicht klein genug ist, kommt es bei der Bildrekonstruktion zur Oberlagerung der Bildinformation aus beiden Stellen.
  • Zur Vermeidung des Doppeldeutigkeitsartefakts muss daher dafür gesorgt werden, dass das Hochfrequenzmagnetfeld außerhalb des Aufnahmevolumens schnell genug abfällt. Dabei muss gleichzeitig dafür gesorgt werden, dass innerhalb des Aufnahmevolumens das Hochfrequenzsignal homogen genug ist.
  • Ganzkörper-Sendeantennen sind in der Regel als Birdcage-Resonatoren ausgebildet. Diese besitzen konstruktionsbedingt bereits einen schnellen Feldabfall in der Längsachse. Allerdings ergeben sich bei sehr kurzen Magneten und/oder sehr kurzen Antennen starke Einschränkungen in der Feldhomogenität.
  • Aus dem Fachaufsatz „Fast drop off cylindrical RF transmit coils" von E. B. Boskamp, erschienen in den Proceedings der ISMRM Band 10 (2002) ist eine Kombination von mehreren Birdcage-Resonatoren beschrieben, die derart miteinander verschaltet sind, dass ein geeignetes Feldprofil erzeugbar ist.
  • Aus der US-B-6,344,745 ist eine Hochfrequenzantenne für eine Magnetresonanzanlage bekannt, die eine Anzahl von Antennenstäben und zwei Endringe aufweist. Bei dieser Hochfrequenzantenne sind die Antennenstäbe regelmäßig um eine Antennenachse herum angeordnet und an ihren Stabenden mit je einem der Endringe verbunden. Jeder Antennenstab verläuft im Wesentlichen parallel zur Antennenachse und weist in einem Mittelbereich von der Antennenachse einen Stababstand auf, der größer als ein Endringabstand ist, den mindestens einer der Endringe im Bereich dieses Antennenstabes von der Antennenachse aufweist. Bei dieser Hochfrequenzantenne verlaufen die Antennenstäbe über einen Bereich, der mindestens 37,5 % der Gesamtlänge der Antennenstäbe beträgt, allmählich nach radial innen. In diesem Bereich sind die Antennenstäbe kreisbogenförmig nach radial innen umgebogen. Der Bereich erstreckt sich dabei bis zum Ende des jeweiligen Antennenstabes.
  • Aus der DE-A-100 52 192 ist ebenfalls eine Hochfrequenzantenne für eine Magnetresonanzanlage bekannt, die eine Anzahl von Antennenstäben und zwei Endringe aufweist. Auch bei dieser Hochfrequenzantenne sind die Antennenstäbe regelmäßig um eine Antennenachse herum angeordnet und an ihren Stabenden mit je einem der Endringe verbunden. Auch verlaufen die Antennenstäbe wieder im Wesentlichen parallel zur Antennenachse und weisen in einem Mittelbereich von der Antennenachse einen Stababstand auf, der größer als ein Endringabstand ist, den mindestens einer der Endringe im Bereich dieses Antennenstabes von der Antennenachse aufweist. Dies wird dadurch erreicht, dass die Antennenstäbe über ihre gesamte Länge gekrümmt sind, so dass die Hochfrequenzantenne ein fassartiges Aussehen hat.
  • Aus der JP-A-2001 145 608 sind verschiedene Hochfrequenzantennen für eine Magnetresonanzanlage bekannt. Bei diesen Hochfrequenzantennen ist eine Anzahl von Antennenstäben regelmäßig um eine Antennenachse herum angeordnet. Die Antennenstäbe sind an ihren Stabenden mit Endringen verbunden. Bei einer dieser Hochfrequenzantennen bilden die Antennenstäbe mit der Antennenachse einen Neigungswinkel, so dass die Hochfrequenzantenne kegelstumpfförmig ausgebildet ist. Die Antennenstäbe weisen an ihren weiter von der Antennenachse entfernt liegenden Stabenden von der Antennenachse einen Stabab stand auf. Der Endring scheint an dieser Stelle den gleichen Abstand von der Antennenachse aufzuweisen wie der jeweilige Antennenstab.
  • Aus der US-A-4,736,161 ist eine Hochfrequenzantenne für eine Magnetresonanzantenne bekannt, die eine Anzahl von Antennenstäben und zwei Endringe aufweist. Pro Antennenstab ist je ein eigener Abstimmkondensator vorhanden. Die Antenne ist über genau zwei einstellbare Ankoppelschaltungen mit einer Sendeschaltung verbunden. Die Ankoppelschaltungen sind dabei in die Speisekabel der Antenne eingeschleift.
  • Aus der EP-A-0 758 091 ist ebenfalls eine Hochfrequenzantenne für eine Magnetresonanzantenne bekannt, die eine Anzahl von Antennenstäben und zwei Endringe aufweist. Die Antenne ist über genau zwei einstellbare Ankoppelschaltungen mit einer Sendeschaltung verbunden. Die Ankoppelschaltungen sind dabei in die Speisekabel der Antenne eingeschleift.
  • Aus der US-A-2002/0011843 ist eine Hochfrequenzantenne für eine Magnetresonanzanlage bekannt, die eine Anzahl von Antennenstäben und zwei Endringe aufweist, wobei die Antennenstäbe mindestens zwei gegeneinander verdrehte Teilstrukturen bilden, jede der Teilstrukturen regelmäßig um die Antennenachse herum angeordnet ist und die Teilstrukturen voneinander verschiedene Stababstände aufweisen. Die Teilstrukturen sind dabei kreisförmig um die Antennenachse herum angeordnet.
  • Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine gattungsgemäße Hochfrequenzantenne für Magnetresonanzanlagen derart zu modifizieren, dass mit ihr auf einfache Weise ein schneller Feldabfall nach außen erreichbar ist und zusätzlich der Aufwand für die Verstimmung der Hochfrequenzantenne reduziert werden kann.
  • Bei einem Verlauf der Antennenstäbe parallel zur Antennenachse wird die Aufgabe dadurch gelöst, dass der Stababstand grö ßer als ein Endringabstand ist, den mindestens einer der Endringe im Bereich dieses Antennenstabes von der Antennenachse aufweist, und die Hochfrequenzantenne nur noch genau zwei Verstimmschaltungen aufweist, mittels derer die Hochfrequenzantenne verstimmbar ist.
  • Bei der Bildung eines Neigungswinkels zwischen Antennenstäben und Antennenachse wird die Aufgabe dadurch gelöst, dass der Stababstand größer als ein Endringabstand ist, den derjenige der Endringe, der mit dem weiter von der Antennenachse entfernt liegenden Stabende dieses Antennenstabes verbunden ist, im Bereich dieses Antennenstabes von der Antennenachse aufweist, und die Hochfrequenzantenne nur noch genau zwei Verstimmschaltungen aufweist, mittels derer die Hochfrequenzantenne verstimmbar ist.
  • Die erfindungsgemäße Wirkung ist um so stärker, je mehr der Endringabstand kleiner als der Stababstand ist. Die Differenz des Endringabstands und des Stababstands sollte daher mindestens 5 mm, besser 10 bis 15 mm betragen.
  • Vorzugsweise sind die Antennenstäbe und die Endringe radial außen vom einem Hochfrequenzschirm umgeben.
  • In der Regel weist der Hochfrequenzschirm im Bereich des betrachteten Antennenstabes einen Schirmabstand von der Antennenachse auf. Eine besonders gute Wirkung durch die Verkleinerung des Endringabstandes ergibt sich, wenn die Differenz des Endringabstands und des Stababstands mindestens 15 %, besser 20 bis 40 %, der Differenz des Schirmabstands und des Stababstands beträgt.
  • Der Hochfrequenzschirm kann bezüglich der Antennenachse wahlweise symmetrisch oder asymmetrisch angeordnet sein.
  • Im Stand der Technik sind die Verstimmschaltungen in die Hochfrequenzantenne selbst eingebaut. Insbesondere sind sie im Stand der Technik in den Verbindungsbereichen der Endringe mit den Antennenstäben angeordnet. Bei der erfindungsgemäßen Hochfrequenzantenne ist es hingegen möglich, dass die Verstimmschaltungen an Speisekabel für die Hochfrequenzantenne angeschlossen sind.
  • Wenn die Hochfrequenzantenne von außen auf ein Tragrohr aufmontiert ist, ist die konstruktive Anordnung der einzelnen Komponenten der Hochfrequenzantenne auf besonders einfache Weise realisierbar.
  • Die erfindungsgemäße Hochfrequenzantenne kann prinzipiell als Lokal- oder als Ganzkörperantenne ausgebildet sein. Insbesondere im letztgenannten Fall liegt der Stababstand üblicherweise zwischen 25 und 35 cm.
  • Wenn die Antennenstäbe mindestens zwei gegeneinander verdrehte Teilstrukturen bilden, jede der Teilstrukturen regelmäßig um die Antennenachse herum angeordnet ist und die Teilstrukturen voneinander verschiedene Stababstände aufweisen, ist die Hochfrequenzantenne noch weiter optimierbar.
  • Die Antennenstäbe bzw. die Teilstrukturen sind im Regelfall kreisförmig um die Antennenachse herum angeordnet. Sie können aber auch beispielsweise elliptisch um die Antennenachse herum angeordnet sein.
  • Die Endringe sind im Regelfall bezüglich der Antennenachse symmetrisch angeordnet. Auch sie können aber bezüglich der Antennenachse asymmetrisch angeordnet sein.
  • Die Verbindung der Antennenstäbe mit dem einen Endring bzw. den Endringen kann insbesondere dadurch bewirkt werden, dass die Antennenstäbe zum betreffenden Stabende hin nach radial innen geführt sind. Im Falle eines Verlaufs der Antennenstäbe im Wesentlichen parallel zur Antennenachse können dabei die Antennenstäbe alternativ im Bereich ihrer Stabenden nach ra dial innen umgebogen sein oder vom Mittelbereich zu den Stabenden hin allmählich nach radial innen verlaufen.
  • Alternativ ist auch möglich, dass die Verbindung der Antennenstäbe mit dem einen Endring bzw. den Endringen dadurch bewirkt wird, dass der betreffende Endring in seinem Verbindungsbereich zu den Antennenstäben nach radial außen geführt ist.
  • Weitere Vorteile und Einzelheiten ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels in Verbindung mit den Zeichnungen. Dabei zeigen in Prinzipdarstellung
  • 1 eine Magnetresonanzanlage,
  • 2 eine Hochfrequenzantenne in perspektivischer Darstellung,
  • 3 die Hochfrequenzantenne von 2 in der Draufsicht,
  • 4 die Hochfrequenzantenne von 2 von der Seite,
  • 5 die Hochfrequenzantenne von 2 in abgerollter Darstellung,
  • 6 und 7 alternative Verbindungsmöglichkeiten eines Endrings mit einem Antennenstab,
  • 8 und 9 je einen Antennenstab,
  • 10 eine weitere Hochfrequenzantenne in der Draufsicht,
  • 11 eine weitere Hochfrequenzantenne von der Seite und
  • 12 bis 14 je eine weitere Hochfrequenzantenne in der Draufsicht.
  • Gemäß 1 weist eine Magnetresonanzanlage einen Untersuchungsraum 1 auf. Mittels einer Patientenliege 2 ist ein Mensch bzw. Patient 3 (allgemein: ein Untersuchungsobjekt 3) in den Untersuchungsraum 1 einfahrbar. Der Untersuchungsraum 1 ist in der Regel im Wesentlichen zylindrisch ausgebildet. Er weist einen Innendurchmesser D auf.
  • Der Untersuchungsraum 1 ist von verschiedenen Magneten und Magnetsystemen umgeben. Es handelt sich hierbei zunächst um einen Grundmagneten 4. Der Grundmagnet 4 dient zur Erzeugung eines homogenen Grundmagnetfeldes. Ferner ist ein Gradientenmagnetsystem 5 vorhanden. Mittels des Gradientenmagnetsystems 5 werden Gradientenfelder erzeugt, die zum Erzeugen sinnvoll auswertbarer Magnetresonanzsignale erforderlich sind. Dann weist das Magnetsystem noch eine Ganzkörperspule 6 auf. Die Ganzkörperspule 6 ist als Hochfrequenzantenne 6 ausgebildet. Sie dient bei Betrieb als Sendeantenne zum Anregen von Magnetresonanzsignalen im Untersuchungsobjekt 3. Bei Betrieb als Empfangsantenne dient sie zum Empfang von zuvor angeregten Magnetresonanzsignalen des Untersuchungsobjekts 3.
  • In das Innere des Untersuchungsraums 1 ist in der Regel noch mindestens eine Lokalspule 7 einbringbar. Sie ist ebenfalls als Hochfrequenzantenne 7 ausgebildet. Sie dient in der Regel zum lokalen Empfang von Magnetresonanzsignalen, die zuvor mittels der Ganzkörperspule 6 angeregt wurden. Die Lokalspule 7 kann im Einzelfall aber ebenso wie die Ganzkörperspule 6 auch als Sendeantenne betrieben werden. Der Aufbau der Lokalspule 7 kann – bis auf entsprechend kleinere Abmessungen – ähnlich dem Aufbau der Ganzkörperspule 6 sein.
  • Der Grundmagnet 4, das Gradientenmagnetsystem 5 und die Spulen 6, 7 sind schließlich noch von einem Schirmmagnet 8 umgeben.
  • Das Gradientenmagnetsystem 5, und die Spulen 6, 7 sind mit einer Steuer- und Auswerteeinheit 9 verbunden. Diese bewirkt in bekannter Weise die geeignete Ansteuerung des Gradientenmagnetsystems 5 und der Spulen 6, 7, um Magnetresonanzsignale anzuregen, zu empfangen und auszuwerten.
  • Gemäß 2 weist die Hochfrequenzantenne 6, 7 – sei es in Form der Ganzkörperspule 6, sei es in Form der Lokalspule 7 – eine Anzahl von Antennenstäben 10 sowie zwei Endringe 11 auf. In den Antennenstäben 10 und/oder den Endringen 11 sind ferner Kondensatoren C angeordnet, mittels derer die Hochfrequenzantenne 6, 7 auf eine bestimmte Betriebsfrequenz abgestimmt ist. Diese Kondensatoren C sind gemäß 2 in den Endringen 11 angeordnet. Die Endringe 11 bestehen somit aus Endringsegmenten. Dies ist im Rahmen der vorliegenden Erfindung aber von sekundärer Bedeutung.
  • Die Antennenstäbe 10 verlaufen bei der Ausführungsform gemäß 2 parallel zu einer Antennenachse 12. Sie sind in einem Stababstand ds von der Antennenachse 12 gleichmäßig verteilt um die Antennenachse 12 herum angeordnet. Der Stababstand ds ist dabei für alle Antennenstäbe 10 gleich.
  • Im Falle der Ganzkörperspule 6 ist der Stababstand ds trivialerweise größer als die Hälfte des Durchmessers D des Untersuchungsraums 1. Üblicherweise bewegt sich der Stababstand ds zwischen 25 und 35 cm. Bei Ausbildung der Hochfrequenzantenne als Lokalspule 7 kann der Stababstand ds selbstverständlich auch kleiner als 25 cm sein.
  • Die Antennenstäbe 10 sind an ihren Stabenden E mit je einem der Endringe 11 verbunden. Die Endringe 11 sind somit konzentrisch zur Antennenachse 12 angeordnet.
  • Die Endringe 11 weisen von der Antennenachse 12 Endringabstände dr auf, die kleiner als der Stababstand ds sind. Gemäß 3 sind dabei die Endringabstände dr beider Endringe 11 kleiner als der Stababstand ds. Prinzipiell würde es aber auch ausreichen, wenn nur einer der Endringabstände dr klei ner als der Stababstand ds ist. Der Endringabstand dr ist vorzugsweise mindestens 5 mm, besser 10 bis 15 mm, kleiner als der Stababstand ds.
  • Wie aus 3 ersichtlich ist, sind die Antennenstäbe 10 und die Endringe 11 radial außen von einem Hochfrequenzschirm 13 umgeben. Der Hochfrequenzschirm 13 läuft in einem Schirmabstand dS konzentrisch um die Antennenachse 12 um. Der Hochfrequenzschirm 13 weist also im Bereich der Antennenstäbe 10 von der Antennenachse 12 stets denselben Schirmabstand dS auf. Die Differenz des Schirmabstands dS und des Stababstands ds liegt typischerweise zwischen 25 und 35 mm, z. B. bei 30 mm. Die Differenz des Endringabstands dr und des Stababstands ds sollte mindestens 15 %, besser 20 bis 40 %, der Differenz des Schirmabstands dS und des Stababstands ds betragen. Bei einem Abstand des Hochfrequenzschirms 13 von den Antennenstäben 10 von 25/30/35 mm beträgt der radiale Abstand der Endringe 11 von den Antennenstäben 10 also mindestens 3,75/4,50/5,25 mm, besser 5/6/7 bis 10/12/14 mm.
  • Wie besonders deutlich den 3 und 4 zu entnehmen ist, sind die Antennenstäbe 10 und die Endringe 11 von außen auf ein – hier zylinderförmiges – Tragrohr 14 aufmontiert. Im Falle der Ganzkörperspule 6 entspricht das Tragrohr 14 der Innenwand des Untersuchungsraums 1. Der erhöhte Abstand der Antennenstäbe 10 von der Stabachse 12 kann dabei insbesondere durch einen separaten, auf das Tragrohr 14 aufgesetzten Abstandhalter 15 gewährleistet werden. Der Abstandhalter 15 besteht dabei vorzugsweise aus einem thermisch isolierenden Material, z. B. Polyurethanschaum.
  • Gemäß 5 weist die Hochfrequenzantenne 6, 7 genau zwei Verstimmschaltungen 16 auf, die an Speisekabel 17 für die Hochfrequenzantenne 6, 7 angeschlossen sind. Die Verstimmschaltungen 16 sind beispielsweise als Kondensatornetzwerke ausgebildet, die über Diodenschalter an die Speisekabel 17 anschaltbar sind. Durch Anschalten der Verstimmschaltungen 16 an die Speisekabel 17 ist somit ein Verstimmen der Hochfrequenzantenne 6, 7 möglich.
  • Gemäß 6 ist es möglich, dass die Verbindung der Antennenstäbe 10 mit den Endringen 11 dadurch bewirkt wird, dass die Antennenstäbe 10 zu ihren Stabenden E hin nach radial innen geführt sind. Alternativ ist es gemäß 7 aber auch möglich, dass die Verbindung der Antennenstäbe 10 mit den Endringen 11 dadurch bewirkt wird, dass die Endringe 11 in ihren Verbindungsbereichen zu den Antennenstäben 10 nach radial außen geführt sind.
  • Wenn die Antennenstäbe 10 zu ihren Stabenden E hin nach radial innen geführt sind, kann dies auf zwei Arten realisiert werden, die alternativ oder kombiniert eingesetzt werden können. Zum einen ist es gemäß 8 möglich, dass die Antennenstäbe 10 im Bereich der Stabenden E nach radial innen umgebogen sind. In diesem Fall erfolgt das Umbiegen, bezogen auf die gesamte Länge der Antennenstäbe 10, auf den letzten 10 %, insbesondere auf den letzten 5 %, vor dem Stabende E. Gemäß 9 ist es aber auch möglich, dass die Antennenstäbe 10 vom Mittelbereich M zu den Stabenden E hin allmählich nach radial innen verlaufen. Der allmähliche Verlauf nach radial innen erstreckt sich in diesem Fall über mindestens 20 %, besser 30 bis 35 % der Gesamtlänge der Antennenstäbe 10. Vorzugsweise erfolgt ferner in den äußersten 10 % des Antennenstabes 10 in diesem Fall kein radialer Anstieg nach innen mehr.
  • In jedem der oben stehend beschriebenen Fälle, vergleiche insbesondere die Darstellungen in den 2, 8 und 9, verläuft also jeder Antennenstab 10 im Wesentlichen parallel zur Antennenachse 12. In seinem Mittelbereich M weist er von der Antennenachse 12 den Stababstand ds auf. Dieser Stababstand ds ist kleiner als der Endringabstand dr, den die Endringe 11 von der Antennenachse 12 aufweisen.
  • Wie insbesondere in den 2 und 3 dargestellt ist, und im Übrigen auch in Verbindung mit den 8 und 9 mit vorausgesetzt wurde, sind die Antennenstäbe 10 in der Regel kreisförmig um die Antennenachse 12 herum angeordnet. Auch sind die Endringe 11 und auch der Hochfrequenzschirm 12 in aller Regel symmetrisch zur Antennenachse 12 angeordnet. Gemäß 10 ist es aber auch möglich, dass einer der Endringe 11 (gegebenenfalls auch beide Endringe 11) und/oder der Hochfrequenzschirm 13 bezüglich der Antennenachse 12 asymmetrisch angeordnet sind. Eine etwaige asymmetrische Anordnung des Hochfrequenzschirms 13 ist dabei unabhängig von einer asymmetrischen Anordnung eines der Endringe 11 bzw. beider Endringe 11 realisierbar.
  • Gemäß 11 ist es weiterhin möglich, die Hochfrequenzantenne nicht zylinderförmig, sondern kegelstumpfförmig auszubilden. In diesem Fall bilden die Antennenstäbe 10 mit der Antennenachse 12 einen Neigungswinkel α. Dementsprechend weisen die Antennenstäbe 10 ein Stabende E auf, das weiter von der Antennenachse 12 entfernt liegt als das andere Stabende E. Der Stababstand ds ist in diesem Fall der Abstand dieses, also des weiter von der Antennenachse 12 entfernt liegenden, Stabendes E von der Antennenachse 12. Dieser Stababstand ds ist in diesem Fall größer als der Endringabstand dr desjenigen der Endringe 11, der mit diesem Stabende E verbunden ist, von der Antennenachse 12.
  • Wie insbesondere aus 12 ersichtlich ist, muss die Anordnung der Antennenstäbe 10 auch nicht notwendigerweise kreisförmig sein. Vielmehr ist es ausreichend, wenn die Antennenstäbe 10 regelmäßig um die Antennenachse 12 herum angeordnet sind. Beispielsweise können die Antennenstäbe 10, wie aus 12 ersichtlich ist, elliptisch um die Antennenachse 12 herum angeordnet sein. Dadurch können z. B. im Schulterbereich des Patienten 3 lokal kleinere Felder erzeugt werden als im Brust- oder Rückenbereich des Patienten 3. Der Nutzungsgrad der Antenne kann dadurch erhöht werden, ohne die Belastung des Patienten 3 zu erhöhen.
  • Es ist sogar möglich, wie in 13 dargestellt, dass die Antennenstäbe 10 zwei bezüglich der Antennenachse 12 gegeneinander verdrehte Teilstrukturen 10', 10'' bilden. In diesem Fall ist jede der Teilstrukturen 10', 10'' regelmäßig um die Antennenachse 12 herum angeordnet. Die Teilstrukturen 10', 10'' weisen in diesem Fall voneinander verschiedene Stababstände ds', ds'' auf. Vorzugsweise sind sie auf Lücke zueinander angeordnet.
  • Gemäß der Darstellungsform von 13 sind die Teilstrukturen 10', 10'' kreisförmig um die Antennenachse 12 herum angeordnet. Auch hier ist aber eine regelmäßige Anordnung hinreichend. Insbesondere ist wieder eine elliptische Anordnung – siehe 14 – möglich.
  • Mittels der erfindungsgemäßen Hochfrequenzantenne sind die aufgabengemäßen Ziele auf einfache Weise ohne Beeinträchtigung der Homogenität des erzeugten Hochfrequenzfeldes bewirkbar.

Claims (20)

  1. Hochfrequenzantenne für eine Magnetresonanzanlage, mit einer von zwei verschiedenen Anzahl von Antennenstäben (10) und zwei Endringen (11) und genau zwei Verstimmschaltungen (16), – wobei die Antennenstäbe (10) regelmäßig um eine Antennenachse (12) herum angeordnet sind und an ihren Stabenden (E) mit je einem der Endringe (11) verbunden sind, – wobei die Hochfrequenzantenne mittels der Verstimmschaltungen (16) verstimmbar ist, – wobei entweder jeder Antennenstab (10) im Wesentlichen parallel zur Antennenachse (12) verläuft und in einem Mittelbereich (M) von der Antennenachse (12) einen Stababstand (ds) aufweist, der größer als ein Endringabstand (dr) ist, den mindestens einer der Endringe (11) im Bereich dieses Antennenstabes (10) von der Antennenachse (12) aufweist, oder – wobei jeder Antennenstab (10) mit der Antennenachse (12) einen Neigungswinkel (α) bildet und an seinem weiter von der Antennenachse (12) entfernt liegenden Stabende (E) von der Antennenachse (12) einen Stababstand (ds) aufweist, der größer als ein Endringabstand (dr) ist, den derjenige der Endringe (11), der mit dem weiter von der Antennenachse (12) entfernt liegenden Stabende (E) dieses Antennenstabes (10) verbunden ist, im Bereich dieses Antennenstabes (10) von der Antennenachse (12) aufweist.
  2. Hochfrequenzantenne nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Differenz des Endringabstands (dr) und des Stababstands (ds) mindestens 5 mm, besser 10 bis 15 mm, beträgt.
  3. Hochfrequenzantenne nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Antennenstäbe (10) und die Endringe (11) radial außen von einem Hochfrequenzschirm (13) umgeben sind.
  4. Hochfrequenzantenne nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Hochfrequenzschirm (13) im Bereich des betrachteten Antennenstabes (10) einen Schirmabstand (dS) von der Antennenachse (12) aufweist und dass die Differenz des Endringabstands (dr) und des Stababstands (ds) mindestens 15 %, besser 20 bis 40 %, der Differenz des Schirmabstands (dS) und des Stababstands (ds) beträgt.
  5. Hochfrequenzantenne nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Hochfrequenzschirm (13) bezüglich der Antennenachse (12) symmetrisch angeordnet ist.
  6. Hochfrequenzantenne nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Hochfrequenzschirm (13) bezüglich der Antennenachse (12) asymmetrisch angeordnet ist.
  7. Hochfrequenzantenne nach einem der obigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Verstimmschaltungen (16) an Speisekabel (17) für die Hochfrequenzantenne angeschlossen sind.
  8. Hochfrequenzantenne nach einem der obigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sie von außen auf ein Tragrohr (14) aufmontiert ist.
  9. Hochfrequenzantenne nach einem der obigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Stababstand (ds) zwischen 25 und 35 cm liegt.
  10. Hochfrequenzantenne nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Antennenstäbe (10) kreisförmig um die Antennenachse (12) herum angeordnet sind.
  11. Hochfrequenzantenne nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Antennenstäbe (10) elliptisch um die Antennenachse (12) herum angeordnet sind.
  12. Hochfrequenzantenne nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Antennenstäbe (10) mindestens zwei gegeneinander verdrehte Teilstrukturen (10', 10'') bilden, dass jede der Teilstrukturen (10', 10'') regelmäßig um die Antennenachse (12) herum angeordnet ist und dass die Teilstrukturen (10', 10'') voneinander verschiedene Stababstände (ds', ds'') aufweisen.
  13. Hochfrequenzantenne nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Teilstrukturen (10', 10'') kreisförmig um die Antennenachse (12) herum angeordnet sind.
  14. Hochfrequenzantenne nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Teilstrukturen (10', 10'') elliptisch um die Antennenachse (12) herum angeordnet sind.
  15. Hochfrequenzantenne nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Endringe (11) bezüglich der Antennenachse (12) symmetrisch angeordnet sind.
  16. Hochfrequenzantenne nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Endringe (11) bezüglich der Antennenachse (12) asymmetrisch angeordnet sind.
  17. Hochfrequenzantenne nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindung der Antennenstäbe (10) mit dem einen End ring (11) bzw. den Endringen (11) dadurch bewirkt wird, dass die Antennenstäbe (10) zum betreffenden Stabende (E) hin nach radial innen geführt sind.
  18. Hochfrequenzantenne nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass die Antennenstäbe (10) im Falle des im Wesentlichen parallelen Verlaufs zur Antennenachse (12) im Bereich ihrer Stabenden (E) nach radial innen umgebogen sind.
  19. Hochfrequenzantenne nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass die Antennenstäbe (10) im Falle des im Wesentlichen parallelen Verlaufs zur Antennenachse (12) vom Mittelbereich (M) zu den Stabenden (E) hin allmählich nach radial innen verlaufen.
  20. Hochfrequenzantenne nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindung der Antennenstäbe (10) mit dem einen Endring (11) bzw. den Endringen (11) dadurch bewirkt wird, dass der betreffende Endring (11) in seinem Verbindungsbereich zu den Antennenstäben (10) nach radial außen geführt ist.
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