DE19902322A1

DE19902322A1 - High frequency resonator for MRI system

Info

Publication number: DE19902322A1
Application number: DE1999102322
Authority: DE
Inventors: Stefan Domalski
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1999-01-21
Filing date: 1999-01-21
Publication date: 2000-07-27

Abstract

The high frequency resonator has a high frequency coil formed of axially parallel longitudinal conductors connected together in a resonant manner by annular conductors at the ends, especially a screened high frequency coil with concentric longitudinal and annular conductors. The annular conductors (6) are radially outwardly offset in the region of at least one gap, preferably about the horizontal insertion plane of the MRI system, between adjacent longitudinal conductor segments (1-4). The coil cladding (8) has corresponding inner widened sections (9).

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen HF-Resonator für MR- Anlagen mit einer aus durch Ringleiter an den Stirnenden re sonant miteinander verbundenen, im wesentlichen achsparalle len Längsleitern gebildeten HF-Spule, insbesondere einer ge schirmten HF-Spule mit konzentrischen Längs- und Ringleitern.The invention relates to an RF resonator for MR Systems with a right through ring conductor at the ends sonically connected, essentially axially parallel len longitudinal conductors formed RF coil, in particular a ge shielded RF coil with concentric longitudinal and ring conductors.

In Magnetresonanzsystemen ist die bestmögliche Nutzung des zur Verfügung stehenden Magnetinnenraums bzw. des Gradienten spuleninnenraums von entscheidender Bedeutung für den Patien tenkomfort und die Anwendbarkeit des Gerätes für den Nutzer, da insbesondere claustrophobe und/oder dicke Personen sich im System beengt fühlen bzw. überhaupt nicht hineinpassen.In magnetic resonance systems, the best possible use of the available magnet interior or the gradient interior of the coil is crucial for the patient comfort and usability of the device for the user, since claustrophobic and / or fat people in particular Feeling the system cramped or not fitting at all.

Da der Aufwand zum Erzielen der hohen Magnetfelder mit dem Innendurchmesser ansteigt, ist es wünschenswert, diesen mög lichst klein zu halten. Der innerhalb der Magnetanordnung und ggf. der Gradientenspule angeordnete Hochfrequenz-Resonator begrenzt mit seinen Innenabmessungen den Aufnahmeraum für den Patienten. Auf der Außenseite reduzieren die auf der HF- Schirmung - relativ zu denen auf der eigentlichen Spulenan ordnung in umgekehrter Richtung - fließenden Ströme die Feld wirksamkeit der Spulenanordnung, weswegen ein möglichst großer Abstand zwischen Spulenanordnung und HF-Schirmung ein gehalten werden muß. Hieraus ergibt sich die Notwendigkeit die Anordnung bezüglich Innenraum und Abstand zwischen Lei tern und HF-Schirmung zu optimieren.Because the effort to achieve the high magnetic fields with the Internal diameter increases, it is desirable to do so as small as possible. The inside of the magnet arrangement and possibly the gradient coil arranged high-frequency resonator limits the space for the Patient. On the outside reduce the on the HF Shielding - relative to those on the actual coils order in reverse - flowing currents the field effectiveness of the coil arrangement, which is why a possible large distance between the coil arrangement and RF shielding must be kept. Hence the necessity the arrangement in terms of interior space and distance between Lei tern and RF shielding to optimize.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen Hoch frequenz-Resonator für eine MR-Anlage so auszugestalten, daß bei vorgegebenen Außendurchmesser ein erhöhter Aufnahmeraum zum Einbringen eines Patienten gegeben ist. The invention is therefore based on the object of a high frequency resonator for an MR system so that with a given outer diameter, an increased receiving space is given for introducing a patient.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist erfindungsgemäß vorgesehen, daß die Ringleiter der HF-Spule im Bereich wenigstens einer, vor zugsweise um die horizontale Einschubebene der Magnetreso nanzanlage gelegenen, Lücke zwischen benachbarten Längslei tersegmenten radial nach außen versetzt verlaufen und die Spulenverkleidung mit entsprechenden Rinnenerweiterungen ver sehen ist.To solve this problem, the invention provides that the ring conductors of the RF coil in the area of at least one preferably around the horizontal insertion level of the magnetic mirror financial facility, gap between neighboring longitudinal lines tersegment run radially outwards and the Ver coil cover with corresponding gutter extensions see is.

Die Erfindung geht dabei zunächst von der Erkenntnis aus, daß die Längsleiter nicht flächendeckend über den gesamten Umfang verteilt sind, sondern meist in 2ⁿ (n ∈ |N) segmentförmigen Gruppen, die durch entsprechende Lücken voneinander getrennt sind. Hierdurch ergibt sich die Möglichkeit, in diesen Lücken die stirnseitig gelegenen Ringleiter zum Verbinden der Längs leitersegmente nach außen gebogen verlaufen zu lassen, so daß Platz geschaffen wird, um auch in diesen Bereichen die Spu lenverkleidung mit entsprechenden Rinnenerweiterungen zu ver sehen.The invention is initially based on the knowledge that the longitudinal conductors are not distributed over the entire circumference, but mostly in 2 ⁿ (n ∈ | N) segment-shaped groups which are separated from one another by corresponding gaps. This results in the possibility of allowing the ring conductors located at the ends for connecting the longitudinal conductor segments to be bent outwards in these gaps, so that space is created to see the spool cover with corresponding channel extensions in these areas as well.

Dabei sollen in Weiterbildung der Erfindung die Ringleiter in mehreren, wenigstens zwei einander gegenüberliegenden, Berei chen radial nach außen gebogen sein, wobei die in diesen Be reichen dann angeordneten Rinnenerweiterungen der Spulenver kleidung bevorzugt so angeordnet sind, daß sie einen vergrö ßerten Aufnahmeraum für die Schultern des Patienten bilden.In a further development of the invention, the ring conductors in several, at least two, opposing areas Chen be bent radially outwards, the in these Be then arranged trough extensions of the coil ver clothes are preferably arranged so that they enlarge Form an additional space for the patient's shoulders.

Bevorzugt ist eine Anordnung, bei der entsprechend der vier, acht oder sechzehn Längsleitersegmente vier um jeweils 90° versetzte Ausbiegungen und damit auch vier Rinnenerweiterun gen vorgesehen sind. Neben den bereits angesprochenen beiden Rinnenerweiterungen zur Aufnahme der Schultern der Patienten ergibt sich dadurch eine Rinnenerweiterung oben über dem Kopf des Patienten, so daß mehr Platz zur Innenwand des HF- Resonators gegeben ist, was claustrophoben Patienten sehr entgegen kommt. Die gegenüberliegende untere Rinnenerweite rung kann bevorzugt zur Aufnahme von Zuleitungen zu Lokalspu len od. dgl. verwendet werden. An arrangement is preferred in which according to the four eight or sixteen longitudinal conductor segments four at 90 ° each offset bends and thus four gutter extensions conditions are provided. In addition to the two already mentioned Channel extensions to accommodate the shoulders of the patients this results in an expansion of the gutter above the head of the patient so that there is more space to the inner wall of the HF Resonators is given to claustrophobic patients very much is coming. The opposite lower gutter width tion can preferably be used to accommodate supply lines to the local station len or the like.

Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung er geben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines Ausfüh rungsbeispiels sowie anhand der Zeichnung, die eine schemati sche Stirnansicht eines erfindungsgemäßen Hochfrequenz- Resonators darstellt.Further advantages, features and details of the invention he give themselves an execution from the following description Example and with reference to the drawing, which is a schematic cal front view of a high-frequency Represents resonators.

Der gezeigte Hochfrequenz-Resonator, um den herum man sich das eigentliche Magnetsystem einer MR-Anlage vorstellen muß, weist vier durch Lücken voneinander getrennte, gegebenenfalls mehrfach längsgeschlitzte, Längsleitersegmente 1 bis 4 auf, die an beiden Stirnenden des Hochfrequenz-Resonators durch Ringleiter 6 resonant miteinander verbunden sind. Erfindungs gemäß sind die Ringleiter 6 im Bereich der Lücken zwischen den Längsleitersegmenten 1 bis 4 mit radial nach außen ge richteten Ausbiegungen 7 versehen, wodurch sich die Möglich keit ergibt, auch die Spulenverkleidung 8 mit entsprechenden Rinnenerweiterungen 9 auszubilden. Diese Rinnenerweiterungen 9 liegen zum einen im Bereich der Schultern 10 eines einge schobenen Patienten und zum anderen über dem Kopf bzw. unter der Einschubliege 11. Auf diese Art und Weise wird zum einen Raum für besonders dicke Patienten gewonnen, deren Schulter breite ansonsten überhaupt nicht ein Einschieben in den HF- Resonator erlauben würde. Zum anderen ergibt sich durch die obere Rinnenerweiterung mehr Abstand über dem Gesicht eines möglicherweise claustrophoben Patienten und die unten liegen de Erweiterung kann hervorragend zur Aufnahme von Zuleitungen zu Lokalspulen ausgenutzt werden. Durch die erfindungsgemäße Verlagerung der Ausbiegungen 7 der Ringleiter 6 in den Be reich der Lücken zwischen den Längsleitersegmenten 1 bis 4 bleibt beim äußeren HF-Schirm 6' in fast dem gesamten Bereich der für die Feldwirksamkeit erforderliche Mindestabstand zwi schen der inneren HF-Spule und dem äußeren HF-Schirm erhal ten.The high-frequency resonator shown, around which the actual magnetic system of an MR system has to be imagined, has four longitudinal conductor segments 1 to 4 , separated by gaps, possibly multiple slits, which resonate at both ends of the high-frequency resonator by ring conductors 6 are interconnected. According to the invention, the ring conductors 6 are provided in the area of the gaps between the longitudinal conductor segments 1 to 4 with radially outwardly directed bends 7 , which results in the possibility of also forming the coil cladding 8 with corresponding channel extensions 9 . These channel extensions 9 are on the one hand in the area of the shoulders 10 of an inserted patient and on the other hand above the head or under the insert bed 11 . In this way, on the one hand, space is obtained for particularly fat patients whose shoulder width would otherwise not allow insertion into the HF resonator at all. On the other hand, there is more distance above the face of a possibly claustrophobic patient due to the upper channel widening and the widening below can be used excellently to accommodate cables to local coils. Due to the inventive displacement of the bends 7 of the ring conductor 6 in the loading area of the gaps between the longitudinal conductor segments 1 to 4 remains with the outer RF shield 6 'in almost the entire range of the minimum distance required for the field effectiveness between the inner RF coil and the Get the outer HF shield.

Die Tatsache, daß die Ausbiegungen 7 der Ringleiter der inne ren HF-Spule in diesem Bereich etwas näher an den äußeren, nur in einem Teilausschnitt angedeuteten, HF-Schirm 6' der Schirmspule angeordnet sind, ändert an der Tatsache, daß in den meisten Bereichen die Innenspule und der HF-Schirm weit genug voneinander beabstandet sind und sich somit die gegen läufigen Felder nicht störend beeinflußen, nichts.The fact that the bends 7 of the ring conductors of the inner RF coil in this area are arranged somewhat closer to the outer, only partially indicated, RF screen 6 'of the screen coil changes to the fact that in most areas the inner coil and the HF shield are spaced far enough apart and thus do not interfere with common fields, nothing.

Der HF-Schirm 6' bedeckt die Spulenanordnung auf dem gesamten Umfang und der gesamten Länge. Zur Unterdrückung gradienten bedingter Wirbelströme ist er so ausgebildet, daß er mög lichst nur die Spiegelströme der Resonatoranordnung zuläßt, jedoch die gesamte Rohrwand bedeckt. Diese spezielle Auftei lung des Schirms ist aber nicht Gegenstand dieses Patents.The RF screen 6 'covers the coil arrangement over the entire circumference and the entire length. To suppress gradient-related eddy currents, it is designed in such a way that it only permits the mirror currents of the resonator arrangement, but covers the entire tube wall. This special distribution of the screen is not the subject of this patent.

Claims

1. RF resonator for MR systems with a formed from Ringlei ter resonantly connected to each other at the ends, essentially axially parallel longitudinal conductors, especially a shielded RF coil with concentric longitudinal and ring conductors, characterized in that the Ring conductor ( 6 ) of the RF coil in the area of at least one, preferably around the horizontal insertion plane of the magnetic resonance system, gap between adjacent longitudinal conductor segments ( 1 , 2 , 3 , 4 ) are offset radially outward and the coil cladding ( 8 ) with corresponding channel extensions ( 9 ) is provided.

2. High-frequency coil according to claim 1, characterized in that the ring conductor ( 6 ) in several, at least two opposite, areas Chen are radially bent outwards.

3. High-frequency coil according to Claim 2, characterized in that four bends ( 7 ), each set at 90 °, are provided between the longitudinal conductor segments ( 1 to 4 ).