DE10335789B4 - Magnetresonanzgerät mit einer Höhlung und mit einem in der Höhlung angeordneten Gradientenspulensystem - Google Patents

Abstract

Magnetresonanzgerät mit einer Höhlung und mit einem in der Höhlung angeordneten Gradientenspulensystem (21,22), beinhaltend folgende Merkmale:
– Die Höhlung weist eine fassmantelartige Ausbauchung auf,
– das Gradientenspulensystem ist von einem Hochfrequenzschirm (40) umschlossen und
– der Hochfrequenzschirm (40) ist in Bereichen, in denen er bezüglich einer Begrenzung der Höhlung verglichen mit einem Mittenbereich der Ausbauchung kurz beabstandet ist, frei von einer Schlitzung und im Bereich der fassmantelartigen Ausbauchung mit Schlitzen (42) ausgebildet.

Description

• Die Erfindung betrifft ein Magnetresonanzgerät mit einer Höhlung und mit einem in der Höhlung angeordneten Gradientenspulensystem.
• Die Magnetresonanztechnik ist eine bekannte Technik unter anderem zum Gewinnen von Bildern eines Körperinneren eines Untersuchungsobjekts. Dabei werden in einem Magnetresonanzgerät einem statischen Grundmagnetfeld, das von einem Grundfeldmagneten erzeugt wird, schnell geschaltete Gradientenfelder überlagert, die von einem Gradientenspulensystem erzeugt werden. Ferner umfasst das Magnetresonanzgerät eine Hochfrequenzantenne, die zum Auslösen von Magnetresonanzsignalen Hochfrequenzsignale in das Untersuchungsobjekt einstrahlt und die ausgelösten Magnetresonanzsignale aufnimmt, auf deren Basis Magnetresonanzbilder erstellt werden.
• Aus der DE 44 14 371 A1 ist ein Magnetresonanzgerät bekannt, bei dem zwischen einer Hochfrequenzantenne und einem Gradientenspulensystem des Magnetresonanzgeräts ein Hochfrequenzschirm angeordnet ist, der so ausgebildet ist, dass er für die vom Gradientenspulensystem erzeugten elektromagnetischen Felder im Niederfrequenzbereich durchlässig und für die von der Hochfrequenzantenne erzeugten Felder im Hochfrequenzbereich undurchlässig ist. Dabei umfasst der Hochfrequenzschirm eine erste und dazu eine gegenüberliegend angeordnete zweite elektrisch leitfähige Schichtanordnung, die durch ein Dielektrikum voneinander getrennt sind, wobei die Schichtanordnungen nebeneinander angeordnete Leiterbahnen umfassen, die voneinander durch elektrisch isolierende Schlitze getrennt sind, die Schlitze in der ersten Schichtanordnung gegenüber denen in der zweiten versetzt angeordnet sind und in mindestens einer Schichtanordnung benachbarte Leiterbahnen über hochfrequente Ströme leitende, speziell angeordnete Brücken, umfassend beispielsweise Kondensatoren, miteinander verbunden sind.
• Aus der DE 101 56 770 A1 ist schließlich ein Magnetresonanzgerät mit einem Gradientenspulensystem bekannt, bei dem eine elektrisch leitfähige Struktur derart angeordnet und ausgebildet ist, dass wenigstens innerhalb eines Abbildungsvolumens des Magnetresonanzgeräts ein von einem Gradientenfeld über Induktionseffekte hervorgerufenes Magnetfeld der Struktur dem Gradientenfeld ähnlich ist. Dabei ist in einer Ausführungsform wenigstens ein Teil der Struktur als ein Bestandteil eines Grundfeldmagneten fassmantelförmig ausgebildet. Dadurch ist unter anderem mit Vorteil das Gradientenspulensystem ohne Gradientenschirmspulen ausbildbar, da die an sich unerwünschten Folgen der geschalteten Gradientenfelder aufgrund der Ähnlichkeit des durch die Struktur hervorgerufenen Magnetfeldes durch eine Vorverzerrung nahezu vollständig beherrschbar sind, so dass keine Schwächung der Gradientenfelder aufgrund von Gradientenschirmspulen stattfindet.
• Aus US 4,864,241 ist ein MR-Gerät bekannt, bei dem Wirbelströme kompensiert werden. Dies erfolgt mithilfe geteilter Gradientenspulen, die üblicherweise eine hohe zylinderförmige Einheit bilden. Zur HF-Felderzeugung wird eine ebenfalls hohlzylinderförmig ausgebildete HF-Antenne mit kleinerem Radius in die Gradientenspuleneinheit eingebracht.
• US 4,785,246 zeigt die Verwendung von Schlitzen zur Lokalisierung von Wirbelströmen bei einem Magnetresonanzgerät.
• Eine Aufgabe der Erfindung ist es ein Magnetresonanzgerät mit einem hochfrequenzverlustarmen Hochfrequenzschirm zu schaffen.
• Diese Aufgabe wird durch den Gegenstand des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen beschrieben.
• Gemäß Anspruch 1 beinhaltet ein Magnetresonanzgerät mit einer Höhlung und mit einem in der Höhlung angeordneten Gradientenspulensystem, folgende Merkmale:
• – Die Höhlung weist eine fassmantelartige Ausbauchung auf,
• – das Gradientenspulensystem ist von einem Hochfrequenzschirm im Wesentlichen umschlossen und
• – der Hochfrequenzschirm ist in Bereichen, in denen er bezüglich einer Begrenzung der Höhlung verglichen mit einem Mit tenbereich der Ausbauchung kurz beabstandet ist, frei von einer Schlitzung ausgebildet.
• Die Erfindung beruht dabei auf der Erkenntnis, dass bei einem Magnetresonanzgerät mit einer elektrisch leitfähigen Struktur entsprechend der eingangs genannten DE 101 56 770 A1 , die prinzipbedingt eine vergleichsweise große Wanddicke der Struktur bedingt, in unmittelbarer Nähe einer Oberfläche der Struktur ein Verlauf magnetischer Felder annähernd frei von einer dazu senkrechten Komponente erreicht wird, so dass Bereiche eines Hochfrequenzschirms, die in räumlicher Nähe zu dieser Oberfläche angeordnet sind, hinsichtlich gradientenfeldinduzierter Wirbelströme keiner Unterdrückungsmaßnahmen bedürfen und somit frei von einer Schlitzung ausbildbar sind. Somit werden Stromumwege eines Hochfrequenzfeldes in besagten Bereichen des Hochfrequenzschirms vermieden, so dass Hochfrequenzverluste mit Vorteil reduziert werden.
• Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus den nachfolgend beschriebenen Ausführungsbeispielen der Erfindung anhand der Figuren. Dabei zeigen:
• 1 einen Längsschnitt durch eine obere Hälfte eines Magnetresonanzgeräts mit einem tunnelartigen Patientenaufnahmeraum, mit einem Grundfeldmagneten mit fassmantelartig ausgebauchter Höhlung und mit einem zwei Hälften aufweisenden, von einem Hochfrequenzschirm umschlossenen Gradientenspulensystem, und
• 2 den Längsschnitt der 1 mit ungeschnitten dargestelltem Gradientenspulensystem und Hochfrequenzschirm.
• Die 1 zeigt als ein Ausführungsbeispiel der Erfindung einen Längsschnitt durch eine obere Hälfte eines Magnetresonanzgeräts mit einem tunnelartigen Patientenaufnahmeraum. Zum Erzeugen eines im Patientenaufnahmeraum möglichst homogenen statischen Grundmagnetfeldes umfasst das Magnetresonanzgerät einen im Wesentlichen hohlzylinderförmigen supraleitenden Grundfeldmagneten, wobei ein elektrisch leitender Vakuumbehälter 12 des Grundfeldmagneten zum Umsetzen des Konzepts der eingangs erwähnten DE 101 56 770 A1 im Bereich der Höhlung fassmantelartig ausgebaucht ist. In der Höhlung des Grundfeldmagneten ist ein Erzeuger zeitvariabler Magnetfelder, umfassend ein nicht aktiv geschirmtes Gradientenspulensystem und eine Hochfrequenzantenne, angeordnet. Der Erzeuger ist dabei dadurch mit dem Grundfeldmagneten verbunden, indem ein Zwischenraum zwischen den beiden Elementen mit einer Masse 50 ausgegossen ist, die geringe dielektrische Hochfrequenzverluste aufweist und die die Gesamtanordnung zum Verringern von mechanischen Vibrationen und Schwingungen versteift, womit bei Betrieb des Magnetresonanzgeräts einem Entstehen von Lärm entgegengewirkt wird.
• Das Gradientenspulensystem umfasst zwei voneinander getrennte, hohlzylinderförmige Einheiten 21 und 22, die zum Erzeugen von schnell schaltbaren Gradientenfeldern eine erste und eine zweite transversale Gradientenspule sowie eine longitudinale Gradientenspule umfassen. Jede der beiden Einheiten 21 und 22 ist dabei von einem Hochfrequenzschirm 40 im Wesentlichen eingehüllt. Zwischen dem Hochfrequenzschirm 40 der beiden Einheiten 21 und 22 sind Teile 30 einer Hochfrequenzantenne angeordnet, die beispielsweise zum Ausbilden einer Tiefpassbirdcage-Hochfrequenzantenne Antennenstäbe und Resonanzkondensatoren umfassen. Dabei bildet ein Teil des Hochfrequenzschirms 40 auch einen Teil der Strompfade der Hochfrequenzantenne, wozu die besagten Teile 30 der Hochfrequenzantenne mit dem Hochfrequenzschirm 40 hochfrequenztechnisch leitend verbunden sind.
• Der Hochfrequenzschirm 40 ist dabei in einem Bereich, in dem er bezüglich des Vakuumbehälters 12 verglichen mit einem Mittenbereich der Ausbauchung kurz beabstandet ist, frei von einer Schlitzung ausgebildet, wohingegen im übrigen Bereich in bekannter Weise Schlitze 42 vorgesehen sind. Dies verdeut licht die 2, die sich ausgehend von der 1 von der 1 lediglich dadurch unterscheidet, dass das Gradientenspulensystem und der Hochfrequenzschirm 40 ungeschnitten, also die Oberfläche des Hochfrequenzschirms 40 dargestellt ist.
• Unter anderem zur ausführlicheren Beschreibung der Vorteile eines zwei Einheiten 21 und 22 umfassenden Gradientenspulensystems mit dazwischen angeordneter Hochfrequenzantenne gegenüber konventionellen Lösungen und der Verteilung von Leitern von Gradientenspulen auf die beiden Einheiten 21 und 22 wird auf die deutsche Offenlegungschrift DE 103 13 229 A1 der Anmelderin hingewiesen.

Claims (9)

1. Magnetresonanzgerät mit einer Höhlung und mit einem in der Höhlung angeordneten Gradientenspulensystem (21,22), beinhaltend folgende Merkmale: – Die Höhlung weist eine fassmantelartige Ausbauchung auf, – das Gradientenspulensystem ist von einem Hochfrequenzschirm (40) umschlossen und – der Hochfrequenzschirm (40) ist in Bereichen, in denen er bezüglich einer Begrenzung der Höhlung verglichen mit einem Mittenbereich der Ausbauchung kurz beabstandet ist, frei von einer Schlitzung und im Bereich der fassmantelartigen Ausbauchung mit Schlitzen (42) ausgebildet.
2. Magnetresonanzgerät nach Anspruch 1, wobei das Gradientenspulensystem wenigstens zwei voneinander baulich getrennte Einheiten (21, 22) umfasst.
3. Magnetresonanzgerät nach Anspruch 2, wobei die Einheiten (21, 22) im Mittenbereich zueinander beabstandet sind.
4. Magnetresonanzgerät nach einem der Ansprüche 2 oder 3, wobei jede der Einheiten (21, 22) sich vom Hochfrequenzschirm (40) umschlossen ist.
5. Magnetresonanzgerät nach einem der Ansprüche 3 oder 4, wobei zwischen den Einheiten (21, 22) einer Hochfrequenzantenne (30) des Magnetresonanzgeräts angeordnet sind.
6. Magnetresonanzgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei das Gradientenspulensystem und/oder die Einheiten (21, 22) hohlzylinderförmig ausgebildet sind.
7. Magnetresonanzgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei die Höhlung beiderseits der fassmantelartigen Ausbauchung je einen zylinderförmigen Randbereich bildend ausgestaltet ist.
8. Magnetresonanzgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei das Magnetresonanzgerät einen Grundfeldmagneten umfasst, der die Höhlung aufweist.
9. Magnetresonanzgerät nach Anspruch 8, wobei der Grundfeldmagnet ein supraleitender Grundfeldmagnet ist, dessen Vakuumbehälter (21) die fassmantelartige Ausbauchung bildend gestaltet ist.