DE10324870A1

DE10324870A1 - Magnetresonanzanlage mit einer in einem Untersuchungstunnel angeordneten Lokalspule

Info

Publication number: DE10324870A1
Application number: DE10324870A
Authority: DE
Inventors: Wolfgang Dr. Renz
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 2003-06-02
Filing date: 2003-06-02
Publication date: 2005-01-05
Anticipated expiration: 2023-06-03
Also published as: CN100427032C; US7053620B2; CN1572244A; DE10324870B4; US20050012502A1

Abstract

Eine Magnetresonanzanlage weist ein Transportelement (7) und einen Untersuchungstunnel (4) mit einer Tunnelinnenkontur und einer Tunnelachse (10) auf. Mittels des Transportelements (7) ist ein Untersuchungsobjekt (6) in Richtung der Tunnelachse (10) in den Untersuchungstunnel (4) einführbar. Im Untersuchungstunnel (4) ist mindestens eine erste Lokalspule (8) angeordnet, die, im Querschnitt zur Tunnelachse (10) gesehen, eine Spulenaußenkontur aufweist und um eine erste Grundschwenkachse (9) verschwenkbar und so an das Untersuchungsobjekt (6) anstellbar ist. Die erste Grundschwenkachse (9) ist am Rand des Untersuchungstunnels (4) angeordnet und verläuft parallel zur Tunnelachse (10).

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Magnetresonanzanlage mit einem Transportelement und einem Untersuchungstunnel mit einer Tunnelinnenkontur und einer Tunnelachse,

– wobei mittels des Transportelements ein Untersuchungsobjekt in Richtung der Tunnelachse in den Untersuchungstunnel einführbar ist,
– wobei im Untersuchungstunnel mindestens eine erste Lokalspule angeordnet ist, die im Querschnitt zur Tunnelachse gesehen eine Spulenaußenkontur aufweist und um eine erste Grundschwenkachse verschwenkbar und so an das Untersuchungsobjekt anstellbar ist.

Eine derartige Magnetresonanzanlage ist aus der DE 36 28 035 A1 bekannt. Bei dieser Schrift ist die Befestigung der Lokalspule am bzw. im Untersuchungstunnel ohne weitere Erläuterungen beiläufig erwähnt.

Aus der DE 101 14 013 A1 ist eine Magnetresonanzanlage mit einem Transportelement und einem Untersuchungstunnel mit einer Tunnelachse bekannt, bei der mittels des Transportelements ein Untersuchungsobjekt in Richtung der Tunnelachse in den Untersuchungstunnel einführbar ist. Im Untersuchungstunnel ist mindestens eine Lokalspule angeordnet, die an das Untersuchungsobjekt anstellbar ist.

Aus der DE 38 19 541 C2 ist eine Magnetresonanzanlage mit einem Transportelement und einem Untersuchungstunnel mit einer Tunnelachse bekannt, bei der mittels des Transportelements ein Untersuchungsobjekt in Richtung der Tunnelachse in den Untersuchungstunnel einführbar ist. Am Transportelement sind über flexible Arme Lokalspulen angeordnet, die an das Untersuchungsobjekt anstellbar sind.

Ein ähnlicher Offenbarungsgehalt ist der US-A-4,150,710 zu entnehmen.

Aus dem DE 94 07 862 U1 ist eine Magnetresonanzanlage mit einem Transportelement und einem Untersuchungstunnel mit einer Tunnelachse bekannt, bei der mittels des Transportelements ein Untersuchungsobjekt in Richtung der Tunnelachse in den Untersuchungstunnel einführbar ist. Am Transportelement ist in einer parallel zur Tunnelachse verlaufenden Nut ein Stativ befestigbar, an dem eine Lokalspule befestigbar ist.

Die Magnetresonanzanlagen des Standes der Technik arbeiten bereits recht zufriedenstellend. Die Lokalspulen benötigen aber relativ viel Platz oder sind recht weit vom Untersuchungsobjekt entfernt angeordnet. Sie engen daher den Untersuchungstunnel übermäßig ein und/oder ermöglichen nur eine suboptimale Verbesserung des Empfangs von Magnetresonanzsignalen.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine Magnetresonanzanlage der eingangs genannten Art derart auszugestalten, dass die Lokalspule im Untersuchungstunnel angeordnet ist, an das Untersuchungsobjekt anstellbar ist und dennoch nur einen geringen Platzbedarf im Untersuchungstunnel aufweist.

Die Aufgabe wird dadurch gelöst, dass die erste Grundschwenkachse am Rand des Untersuchungstunnels angeordnet ist und parallel zur Tunnelachse verläuft.

Wenn die Spulenaußenkontur an die Tunnelinnenkontur derart angepasst bzw. anpassbar ist, dass die erste Lokalspule ganzflächig von innen an den Untersuchungstunnel anstellbar ist, benötigt die erste Lokalspule im nicht an das Untersuchungsobjekt angestellten Zustand besonders wenig Raum.

Wenn das Transportelement eine der Tunnelachse zugewandte Oberkante aufweist und die erste Grundschwenkachse auf Höhe der Oberkante oder geringfügig oberhalb davon angeordnet ist, ergibt sich eine besonders günstige Anordnung der ersten Grundschwenkachse. Insbesondere ist in diesem Fall die erste Lokalspule besonders gut an das Untersuchungsobjekt anstellbar.

Wenn die erste Grundschwenkachse hohlzylindrisch ausgebildet ist, weist sie ein relativ geringes Gewicht auf und bietet darüber hinaus noch weitere Vorteile, auf die nachstehend eingegangen wird.

Einer der Vorteile besteht darin, dass es in diesem Fall möglich ist, im Inneren der ersten Grundschwenkachse ein Anschlusskabel zum Verbinden der ersten Lokalspule mit einer Steuereinrichtung anzuordnen.

Die Spulenaußenkontur der ersten Lokalspule kann unveränderlich sein. Vorzugsweise aber ist sie variierbar. Die Variierbarkeit kann beispielsweise dadurch bewirkt werden, dass die erste Lokalspule einen Anfangsabschnitt und einen Fortsetzungsabschnitt aufweist, der Anfangsabschnitt einerseits an die erste Grundschwenkachse und andererseits an den Fortsetzungsabschnitt angrenzt und zum Variieren der Spulenaußenkontur der Fortsetzungsabschnitt relativ zum Anfangsabschnitt um eine Zusatzschwenkachse verschwenkbar ist, die zwischen dem Anfangsabschnitt und dem Fortsetzungsabschnitt angeordnet ist und parallel zur Tunnelachse verläuft.

Im Falle der Variierbarkeit der Kontur ergibt sich ein weiterer Vorteil der Ausbildung der ersten Grundschwenkachse als hohlzylindrisch dadurch, dass in diesem Fall die Kontur mittels mechanischer Verstellelemente variierbar sein kann, welche im Inneren der ersten Grundschwenkachse angeordnet sind.

In der Minimalkonfiguration der vorliegenden Erfindung ist im Untersuchungstunnel nur eine derartige Lokalspule angeordnet. Vorzugsweise aber ist im Untersuchungstunnel mindestens auch eine zweite Lokalspule angeordnet, die um eine zweite Grundschwenkachse verschwenkbar und so an das Untersuchungsobjekt anstellbar ist, wobei auch die zweite Grundschwenkachse am Rand des Untersuchungstunnels angeordnet ist und parallel zur Tunnelachse verläuft.

Die zweite Lokalspule kann in Richtung der Tunnelachse gesehen beispielsweise hinter der ersten Lokalspule angeordnet sein. Die zweite Grundschwenkachse fluchtet in diesem Fall vorzugsweise mit der ersten Grundschwenkachse. Bei Ausbildung der ersten Grundschwenkachse als hohlzylindrisch kann die zweite Grundschwenkachse dabei im Inneren der ersten Grundschwenkachse angeordnet sein.

Es ist aber auch möglich, dass die Lokalspulen und die Grundschwenkachsen relativ zu einer lotrechten, die Tunnelachse enthaltenden Ebene symmetrisch angeordnet sind.

Bei Vorsehen von mehr als zwei Lokalspulen sind die beiden oben genannten Ausführungsformen selbstverständlich auch kombinierbar. Unabhängig von der konkreten Ausgestaltung der Lokalspulen hintereinander und/oder nebeneinander sind sie aber vorzugsweise gleich ausgebildet.

Weitere Vorteile und Einzelheiten ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels in Verbindung mit den Zeichnungen. Dabei zeigen in Prinzipdarstellung
1 schematisch eine Magnetresonanzanlage,
2 bis 4 eine Draufsicht auf einen Untersuchungstunnel in Richtung einer Tunnelachse,
5 eine Einzelansicht einer Lokalspule,
6 einen Querschnitt durch eine Grundschwenkachse und
7 einen Schnitt durch den Untersuchungstunnel der 2 bis 4 längs einer Ebene VII-VII in 3.
Gemäß 1 weist eine Magnetresonanzanlage eine Magnetanordnung auf. Die Magnetanordnung weist unter anderem einen Grundmagneten 1, einen Schirmmagneten 2, eine nicht dargestellte Gradientenspulenanordnung sowie eine äußere Antennenanordnung 3 auf.
Der Grundmagnet 1 erzeugt in einem Untersuchungstunnel 4 ein homogenes, zeitkonstantes Grundmagnetfeld. Der Untersuchungstunnel 4 weist dabei eine – im Regelfall kreisförmige – Tunnelinnenkontur auf.
Die äußere Antennenanordnung 3 ist von einer Steuereinrichtung 5 derart ansteuerbar, dass sie im Untersuchungstunnel 4 ein homogenes, hochfrequentes Magnetresonanz-Anregungsfeld erzeugt. Ein Untersuchungsobjekt 6 – in der Regel ein Mensch 6 – kann daher zu Magnetresonanzen angeregt werden, wenn es in den Untersuchungstunnel 4 eingebracht ist.
Mittels der Gradientenspulenanordnung erfolgt in bekannter Weise eine Ortscodierung der angeregten Magnetresonanzen. Auch die Ansteuerung der Gradientenspulenanordnung erfolgt über die Steuereinrichtung 5.
Der Schirmmagnet 2 begrenzt das Grundmagnetfeld des Grundmagneten 1 nach außen.
Das Untersuchungsobjekt 6 ist gemäß 1 mittels eines Transportelements 7 (einer Patientenliege 7) in Richtung einer Tunnelachse 10 in den Untersuchungstunnel 4 einführbar und aus ihm ausführbar. Das Transportelement 7 wird dabei von Führungselementen (z. B. Gleitschienen) geführt, die im Untersuchungstunnel 4 angeordnet bzw. befestigt sind. Sie sind der Übersichtlichkeit halber nicht mit dargestellt.
Auf Grund der Größe der äußeren Antennenanordnung 3 sind Magnetresonanzen von ihr nur mit relativ geringer Ortsauflösung und vor allem nur mit einem relativ geringen Signal/Rausch-Verhältnis empfangbar.
Um das Signal/Rausch-Verhältnis beim Magnetresonanzempfang zu verbessern, sind gemäß 2 im Untersuchungstunnel 4 Lokalspulen 8 angeordnet. Die Lokalspulen 8 sind um Grundschwenkachsen 9 verschwenkbar und so an das Untersuchungsobjekt 6 anstellbar. Sie sind untereinander gleich ausgebildet.
Die Grundschwenkachsen 9 sind gemäß den 2 bis 4 am Rand des Untersuchungstunnels 4 angeordnet. Sie verlaufen parallel zur Tunnelachse 10, die ihrerseits wiederum die Zentralachse des Untersuchungstunnels 4 ist.
Gemäß den 2 bis 4 weist das Transportelement 7 eine Oberkante 11 auf, die der Tunnelachse 10 zugewandt ist. Die Grundschwenkachsen 9 sind gemäß den 2 bis 4 auf Höhe der Oberkante 11 bzw. geringfügig oberhalb der Oberkante 11 angeordnet.
In 2 ist ein Zustand dargestellt, in dem die Lokalspulen 8 von innen an den Untersuchungstunnel 4 angestellt sind. Dieser Zustand wird z. B. angenommen, wenn das Untersuchungsobjekt 6 relativ groß ist, wenn also z. B. ein relativ dicker Mensch 6 untersucht werden soll. Er wird z. B. auch dann angenommen, wenn Lokalspulen, z. B. eine Kopfspule, am Untersuchungsobjekt 6 appliziert werden oder die Magnetresonanzanlage sich im Standby-Zustand befindet bzw. sich kein Untersuchungsobjekt 6 im Untersuchungstunnel 4 befindet.
Die Lokalspulen 8 weisen im Querschnitt zur Tunnelachse 10 gesehen eine gekrümmte Spulenaußenkontur auf. Die Spulenaußenkontur ist dabei derart an die Tunnelinnenkontur angepasst, dass die Lokalspulen 8 nicht nur punktuell, sondern ganzflächig an den Untersuchungstunnel 4 anstellbar sind.
Bei der Darstellung gemäß 3 ist das Untersuchungsobjekt 6 kleiner als bei der Darstellung gemäß 2. Bei diesem Untersuchungsobjekt 6 sind die Lokalspulen 8 an das Untersuchungsobjekt 6 angestellt. Die Spulenaußenkontur der Lokalspulen 8 als solche ist aber die selbe wie bei der Darstellung gemäß 2.
Bei der Darstellung von 4 ist das Untersuchungsobjekt 6 noch kleiner. In diesem Fall sollen beispielsweise die Beine eines Menschen 6 untersucht werden. Bei der Darstellung gemäß 4 ist daher die Spulenaußenkontur der Lokalspulen 8 gegenüber der ursprünglichen Spulenaußenkontur gemäß den 2 und 3 variiert. Das Variieren der Spulenaußenkontur geschieht dabei wie nachfolgend in Verbindung mit den 4 und 5 beschrieben:
Gemäß den 4 und 5 weisen die Lokalspulen Anfangsabschnitte 12 und Fortsetzungsabschnitte 13 auf. Die Anfangsabschnitte 12 grenzen einerseits an die Grundschwenkachsen 9 und andererseits an die Fortsetzungsabschnitte 13 an. Im Grenzbereich zwischen den Anfangsabschnitten 12 und den Fortsetzungsabschnitten 13 sind Zusatzschwenkachsen 14 vorhanden. Die Zusatzschwenkachsen 14 sind also zwischen den Anfangsabschnitten 12 und den Fortsetzungsabschnitten 13 angeordnet. Sie verlaufen – ebenso wie die Grundschwenkachsen 9 – parallel zur Tunnelachse 10.
Zum Variieren der Spulenaußenkontur der Lokalspulen 8 werden die Fortsetzungsabschnitte 13 relativ zu den Anfangsabschnitten 12 um die Zusatzschwenkachsen 14 verschwenkt. Dies kann beispielsweise dadurch erfolgen, dass über mechanische Verstellelemente 15 auf die Fortsetzungsabschnitte 13 Kräfte ausgeübt werden. Die Verstellelemente 15 können beispielsweise als an sich bekannte Bowdenzüge 15 ausgebildet sein.
Das oben stehende Prinzip kann selbstverständlich nicht nur einmal, sondern auch mehrfach angewendet werden. Es ist also möglich, dass die Lokalspulen 8 weitere Fortsetzungsabschnitte 16 aufweisen, wobei zwischen je zwei Fortsetzungsabschnitten 13, 16 Zusatzschwenkachsen 14, 17 angeordnet sind. Dabei kann, wie in 6 dargestellt, für jede Zusatzschwenkachse 14, 17 ein eigenes Verstellelement 15 vorhanden sein. Es kann aber pro Lokalspule 8 auch ein einziges, gemeinsames Verstellelement 15 für alle Zusatzschwenkachsen 14, 17 verwendet werden.
Auf Grund der Verstellung der Lokalspulen 8 mittels der mechanischen Verstellelemente 15 ist es möglich, nicht nur manuelle bzw. motorische Antriebe für die Grundschwenkachsen 9, sondern auch manuelle oder motorische Antriebe für die Zusatzschwenkachsen 14, 17 außerhalb des Untersuchungstunnels 4 anzuordnen. Die Zahl der nach außen zu führenden Verstellelemente 15 kann dabei auch dadurch gering gehalten werden, dass nur ein Erhöhen der Krümmung der Lokalspulen 8 aktiv bewirkt werden muss, während ein Rückstellen vorzugsweise durch Eigenelastizitäten der Lokalspulen 8 bewirkt wird.
Die Grundschwenkachsen 9 sind gemäß 6 vorzugsweise hohlzylindrisch ausgebildet. Denn dadurch ist es beispielsweise möglich, im Inneren der Grundschwenkachsen 9 die mechanischen Verstellelemente 15 anzuordnen, diese also im Inneren der Grundschwenkachsen 9 aus dem Untersuchungstunnel 4 heraus zu führen. Auch Anschlusskabel 18 zum Verbinden der Lokalspulen 8 mit der Steuereinrichtung 5 können in diesem Fall im Inneren der Grundschwenkachsen 9 angeordnet sein.
Bei der Ausführungsform gemäß den 2 bis 4 sind die Lokalspulen 8 und die Grundschwenkachsen 9 relativ zu einer Ebene 19 symmetrisch zueinander angeordnet. Die Ebene 19 verläuft dabei lotrecht und enthält die Tunnelachse 10. Alternativ oder ergänzend ist es aber auch möglich, wie in 7 dargestellt, dass die Lokalspulen 8 in Richtung der Tunnelachse 10 gesehen hintereinander angeordnet sind. In diesem Fall fluchten die Grundschwenkachsen 9 der Lokalspulen 8 vor zugsweise miteinander. Die Grundschwenkachsen 9 können dabei unabhängig voneinander verstellt werden. Bei der Ausbildung der vorderen Grundschwenkachse 9 als hohlzylindrisch kann dabei die hintere Grundschwenkachse 9 im Inneren der vorderen Grundschwenkachse 9 angeordnet sein. Auch dies ist in 6 dargestellt.
Mittels der erfindungsgemäß ausgebildeten Magnetresonanzanlage sind somit auf einfache Weise Magnetresonanzaufnahmen mit einem guten Signal/Rausch-Verhältnis erreichbar, ohne den Untersuchungstunnel 4 übermäßig einzuengen und ohne am Untersuchungsobjekt 6 viele Lokalspulen direkt applizieren zu müssen.

Claims

Magnetresonanzanlage mit einem Transportelement (7) und einem Untersuchungstunnel (4) mit einer Tunnelinnenkontur und einer Tunnelachse (10), – wobei mittels des Transportelements (7) ein Untersuchungsobjekt (6) in Richtung der Tunnelachse (10) in den Untersuchungstunnel (4) einführbar ist, – wobei im Untersuchungstunnel (4) mindestens eine erste Lokalspule (8) angeordnet ist, die im Querschnitt zur Tunnelachse (10) gesehen eine Spulenaußenkontur aufweist und um eine erste Grundschwenkachse (9) verschwenkbar und so an das Untersuchungsobjekt (6) anstellbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Grundschwenkachse (9) am Rand des Untersuchungstunnels (4) angeordnet ist und parallel zur Tunnelachse (10) verläuft.
Magnetresonanzanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Spulenaußenkontur an die Tunnelinnenkontur derart angepasst bzw. anpassbar ist, dass die erste Lokalspule (8) ganzflächig von innen an den Untersuchungstunnel (4) anstellbar ist.
Magnetresonanzanlage nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Transportelement (7) eine der Tunnelachse (10) zugewandte Oberkante (11) aufweist und dass die erste Grundschwenkachse (9) auf Höhe der Oberkante (11) oder geringfügig oberhalb davon angeordnet ist.
Magnetresonanzanlage nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Grundschwenkachse (9) hohlzylindrisch ausgebildet ist.
Magnetresonanzanlage nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass im Inneren der ersten Grundschwenkachse (9) ein Anschlusskabel (18) zum Verbinden der ersten Lokalspule (8) mit einer Steuereinrichtung (5) angeordnet ist.
Magnetresonanzanlage nach einem der obigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Spulenaußenkontur variierbar ist.
Magnetresonanzanlage nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, – dass die erste Lokalspule (8) einen Anfangsabschnitt (12) und einen Fortsetzungsabschnitt (13) aufweist, – dass der Anfangsabschnitt (12) einerseits an die erste Grundschwenkachse (9) und andererseits an den Fortsetzungsabschnitt (13) angrenzt, – dass zum Variieren der Spulenaußenkontur der Fortsetzungsabschnitt (13) relativ zum Anfangsabschnitt (12) um eine Zusatzschwenkachse (14) verschwenkbar ist und – dass die Zusatzschwenkachse (14) zwischen dem Anfangsabschnitt (12) und dem Fortsetzungsabschnitt (13) angeordnet ist und parallel zur Tunnelachse (10) verläuft.
Magnetresonanzanlage nach einem der Ansprüche 4 und 5 und einem der Ansprüche 6 und 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Spulenaußenkontur mittels mechanischer Verstellelemente (15) variierbar ist und dass die mechanischen Verstellelemente (15) im Inneren der ersten Grundschwenkachse (9) angeordnet sind.
Magnetresonanzanlage nach einem der obigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass im Untersuchungstunnel (4) mindestens auch eine zweite Lokalspule (8) angeordnet ist, die um eine zweite Grundschwenkachse (9) verschwenkbar und so an das Untersuchungsob jekt (6) anstellbar ist, dass die zweite Grundschwenkachse (9) am Rand des Untersuchungstunnels (4) angeordnet ist und dass die zweite Grundschwenkachse (9) parallel zur Tunnelachse (10) verläuft.
Magnetresonanzanlage nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Lokalspule (8) in Richtung der Tunnelachse (10) gesehen hinter der ersten Lokalspule (8) angeordnet ist.
Magnetresonanzanlage nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Grundschwenkachse (9) mit der ersten Grundschwenkachse (9) fluchtet.
Magnetresonanzanlage nach Anspruch 4 und Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Grundschwenkachse (9) im Inneren der ersten Grundschwenkachse (9) angeordnet ist.
Magnetresonanzanlage nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Lokalspulen (8) und die Grundschwenkachsen (9) relativ zu einer lotrechten, die Tunnelachse (10) enthaltenden Ebene (19) symmetrisch zueinander angeordnet sind.
Magnetresonanzanlage nach einem der Ansprüche 9 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Lokalspulen (8) gleich ausgebildet sind.