-
Hintergrund der Erfindung
-
Die Erfindung betrifft eine HF-Spule für MR-Messungen an einem Zielvolumen in einem oralen Bereich eines zu untersuchenden Objekts, wobei die Spule einen Spulenleiter umfasst, der einen Schwingkreis bildet, wobei die Enden des Spulenleiters durch eine Kapazität verbunden sind. Die Erfindung betrifft auch ein HF-Spulensystem mit einer solchen HF-Spule.
-
Ein dediziertes Spulen-Array für Messungen im Kiefer- und Zahnbereich wird beispielsweise von der Firma Noras MRI products vertrieben [1].
-
Als Alternative zu Röntgenuntersuchungen im intraoralen Bereich, insbesondere zur Untersuchung von Kiefer und Zähnen, wird in [2] vorgeschlagen, MR-Bildgebung zu verwenden.
-
In vivo Dental-MRT mit konventionellen, kommerziell erhältlichen Spulen (z. B. Kopfspule oder Oberflächenspule des Herstellers) liefert einen guten Weichteilgewebekontrast, benötigt jedoch eine relativ lange Akquisitionszeit von 5–10 Minuten, um eine mäßige Auflösung in der Größenordnung von 600 μm in einem großem Volumen zu erreichen Der Empfangsbereich dieser Spulen schließt große nicht-dentale oder nicht-oralen Gebiete ein.
-
[3], [4], [11] und [12] beschreiben HF-Spulen, welche während der Messung intraoral angeordnet werden, z. B. in Form von Aufbissschienen, in denen ein gebogener Spulenleiter integriert ist bzw. in Form von bogenförmigen HF-Spulenanordnungen, die um den Kieferbogen herum im Mund angeordnet werden können. Der Spulenleiter der innerhalb des Mundes platzierten HF-Spule wird zur weiteren Signalverarbeitung aus dem Mund herausgeführt. Problematisch bei diesen Anordnungen ist, dass diese HF-Spulen durch den Patienten selber durch Aufbiss fixiert werden müssen, was oftmals über die Dauer der Messung nicht zuverlässig erfolgt. Zudem schränkt das Kabel den Patientenkomfort und Tragbarkeit ein.
-
Aus [1], [5], [13] sind HF-Spulen für MR-Aufnahmen von Zähnen, Kiefer und anderen Teilen des unteren Gesichtsbereichs bekannt, welche um den Kiefer des Patienten herum angeordnet und außerhalb des Mundes fixiert werden. Derartige Spulen weisen jedoch nur eine unzureichende Auflösung auf und sind aufgrund der aufwendigen Fixierung unangenehm für den Patienten.
-
Aufgabe der Erfindung
-
Es ist Aufgabe der Erfindung, eine HF-Spule bzw. ein HF-Spulensystem vorzuschlagen, womit MR-Aufnahmen in einem oralen Bereich (Zähne, Kiefer, Lippen, Wangen usw.) schneller, mit höherer Auflösung und verbessertem Patientenkomfort durchgeführt werden können.
-
Beschreibung der Erfindung
-
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine HF-Spule gemäß Anspruch 1 und ein HF-Spulensystem gemäß Anspruch 13 gelöst.
-
Erfindungsgemäß ist die HF-Spule zur Signalübertragung kabellos, wobei die HF-Spule zur weiteren Signalverarbeitung mit einer Empfangsspule einer Auswerteeinheit induktiv koppelbar ist. Die von der erfindungsgemäßen HF-Spule empfangenen Signale können also kabellos an die Auswerteeinheit bzw. an die mit der Auswerteeinheit verbundene Empfangsspule übertragen werden. Erfindungsgemäß weist der Spulenleiter mindestens einen Spulenabschnitt in Form von mindestens einer Windung zur intraoralen Anordnung auf, wobei die Größe der Windungen an die Geometrie des Objekts im Bereich des Zielvolumens angepasst ist.
-
Die HF-Spule dient vorzugsweise zur Aufnahme eines intraoralen Zielvolumens.
-
Die Abmessungen der Windungen (Durchmesser bzw. Seitenlänge) sind an die Abmaße des abzubildenden Bereichs (Zielvolumen) angepasst, insbesondere an die Abmaße eines oder mehrerer Zähne oder eines Kieferabschnitts. Auf diese Weise wird sichergestellt, dass möglichst wenige Bereiche des Objekts, die nicht interessieren, abgebildet werden. Somit können die verfügbaren Bildpunkte in einer Schicht oder einem Volumen, auf einen kleineren Bereich verteilt werden, wodurch die Größe der Bildpunkte sinkt, und Auflösung der MR-Aufnahme erhöht wird. Zudem wird durch die Verringerung des räumlichen Abstands zwischen Spule und Untersuchungsobjekts das empfangene MR-Signal erhöht. Insbesondere kann die HF-Spule um das Zielvolumen gebogen sein, z. B. in Bezug auf die Zähne an die Krümmung der Zahnreihe angepasst sein.
-
Die Kapazität, welche die Enden des Spulenleiters verbindet, kann fest oder verstellbar bezüglich der Größe des Kapazitätswertes ausgeführt sein. Vorzugsweise ist die Kapazität kurzschließbar, z. B. mittels gekreuzter Dioden (s. u.).
-
Die erfindungsgemäße HF-Spule ist kabellos, wird also nicht durch Leiter mit der zur weiteren Signalverarbeitung genutzten Auswerteeinheit verbunden. Die kabellose Ausgestaltung der erfindungsgemäßen HF-Spule gewährleistet einen hohen Bedien- und Patientenkomfort (erlaubt z. B. eine einfache Sterilisierung). Um die in der kabellosen HF-Spule empfangenen Signale an eine Auswerteeinheit der MR-Apparatur zu übertragen, muss die kabellose HF-Spule mit einer weiteren (kabelgebundenen) Spule, (z. B. Kopfspule des Herstellers), die Teil der Auswerteeinheit ist, induktiv gekoppelt sein, welche die Signale dann an die Auswerteeinheit überträgt.
-
Induktiv gekoppelte HF-Spulen sind beispielsweise bekannt aus [6]–[10].
-
Vorzugsweise wird die erfindungsgemäße HF-Spule in der Bildgebung (MRI) verwendet. Mit der erfindungsgemäßen HF-Spule können Aufnahmen weniger Zähne oder eines einzelnen Zahns in einer räumlichen Auflösung und Aufnahmedauer erstellt werden, die bisher in der bildgebenden Magnetresonanz nicht möglich war, wodurch beispielsweise Grenzoberflächen von Implantat und Kiefer beim Einwachsen oder die Position des Implantats relativ zum Nerv beobachtet werden können. Die erfindungsgemäße Spule kann aber auch bei MR-Spektroskopie zum Einsatz kommen.
-
Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung
-
Bei einer bevorzugten Ausführungsform ist ein weiterer in Form von mindestens einer Windung ausgebildeter Spulenabschnitt vorgesehen, der zu Anordnung auf der dem ersten Spulenabschnitt gegenüberliegenden Seite des Zielvolumens ausgebildet ist, wobei die Windungen der beiden Spulenabschnitte voneinander beabstandet sind und wobei der Abstand zwischen den beiden Windungen an die Geometrie des Objekts im Bereich des Zielvolumens angepasst ist. Erfindungsgemäß ist der Abstand der Windungen also an die Abmaße des Bereichs des Objekts, der das Zielvolumen umfasst, in einer ersten Raumrichtung angepasst, vorzugsweise so, dass der Bereich des Objekts der das Zielvolumen umfasst, gerade noch zwischen den beiden Spulenabschnitten positioniert werden kann. Die Abmessungen der Windungen (Durchmesser bzw. Seitenlänge) sind vorzugsweise an die Abmaße des abzubildenden Bereichs in einer zweiten Raumrichtung angepasst, die orthogonal zur ersten Raumrichtung ist, d. h. die Abmessungen der Windungen sind vorzugsweise nur so groß gewählt, dass das Zielvolumen gerade noch innerhalb der Windungen angeordnet werden kann.
-
Der Spulenleiter umfasst bei dieser Ausführungsform neben den Windungen auch Verbindungsabschnitte, welche die Windungen miteinander verbinden. Wenn mehrere Windungen pro Spulenabschnitt vorgesehen sind, beschreibt der oben genannte Abstand den Abstand zwischen Windungen verschiedener Spulenabschnitte.
-
Die Windungen der beiden Spulenabschnitte sind vorzugsweise gleich groß, können aber je nach Anwendung auch unterschiedlich ausfallen.
-
Durch die beabstandete Anordnung der beiden Spulenabschnitte ist es möglich, die Spule in den Kiefer eines Patienten einzuhängen. Die Spule kann also im Prinzip ohne zusätzliche Fixierungsmittel im Mund platziert werden. Vorzugsweise sind der Abstand der Windungen und die Ummantelung so gewählt, dass die HF-Spule auf den Kiefer geklemmt werden kann. Der Patient kann nach Positionieren der HF-Spule den Mund geschlossen halten und muss die HF-Spule nicht durch Aufbeißen selbst fixieren, so dass eine entspannte Kieferhaltung während der Aufnahme ermöglicht wird.
-
Einerseits wird also ein möglichst kleines FOV gewählt, um eine möglichst große Auflösung zu erreichen, andererseits wird der Abstand der Spulenwindungen so groß (aber auch nur gerade so groß) gewählt, dass der Teilbereich des Objekts, der das Zielvolumen enthält, zwischen den Windungen positioniert werden kann, so dass (ev. mit einer zusätzlichen Fixierung) eine stabiles Positionieren der Spule am Objekt ermöglicht wird.
-
Bei einer besonders bevorzugten Ausführungsform sind die Windungen der beiden Spulenabschnitte koaxial zueinander angeordnet. Die Anordnung der Windungen kann aber auch von der koaxialen Ausrichtung abweichen, z. B. um besser an das Abbildungsvolumen angepasst zu werden. In diesem Fall sind die Windungen der Spulenabschnitte gegeneinander verkippt, d. h. die Mittelachsen der Windungen der beiden Spulenabschnitte schneiden sich.
-
Bei einer speziellen Ausführungsform sind beide Spulenabschnitte zur Anordnung innerhalb eines intraoralen Bereichs ausgebildet. Insbesondere kann der Abstand der Windungen der beiden Spulenabschnitte an einen Zahn oder einen Kieferbogen angepasst sein. Z. B. können beide Spulenabschnitte im Mund einen Kieferabschnitt umgreifen. Der Abstand der Windungen entspricht dann im Wesentlichen der Dicke des Zahns bzw. der Dicke des Kiefers (Abstand zwischen oraler und vestibulärer Seite des Zahns/Kiefers). Die Spule wird also zur Aufnahme der MR-Signale im Inneren des Mundes platziert (intraorale Spule), vorzugsweise über einem Zahn und/oder einem Kieferabschnitt. D. h. die Abmessungen und die Wahl der Materialien der HF-Spule müssen entsprechend gewählt werden, damit ein intraoraler Einsatz der erfindungsgemäßen HF-Spule ermöglicht wird.
-
Alternativ hierzu kann einer der Spulenabschnitte zur Anordnung innerhalb eines intraoralen Bereichs und der andere Spulenabschnitte zur Anordnung in einem extraoralen Bereich ausgebildet sein. Insbesondere kann der Abstand der Windungen an einen Zahn oder einen Kieferbogen zusammen mit einer Lippe oder Backe angepasst sein. So kann bspw. ein Spulenabschnitt auf der Innenseite des Kiefers und der andere Spulenabschnitt außerhalb des Mundes auf der Wange oder Lippe angeordnet werden. Der Abstand der Windungen entspricht dann im Wesentlichen der Summe aus Dicke des Zahns bzw. der Dicke des Kiefers (Abstand zwischen oraler und vestibulärer Seite des Zahns/Kiefers) und Dicke der Wange oder Lippe.
-
Besonders vorteilhaft ist es, wenn der Spulenleiter zumindest teilweise mit biokompatiblem Material ummantelt ist, z. B. mit einem zahnärztlichen Kunststoff für Abformungen. Eine Ummantelung der Spulenleiter, insbesondere der Bereiche des Spulenleiters, die während der Messung innerhalb des Mundes des Patienten verbleiben, erhöht den Patientenkomfort, da im intraoralen Bereich Metallelemente oftmals als unangenehm empfunden werden. Vorzugsweise ist die Kunststoffüberzug abnehmbar, ohne die HF-Spule zu zerstören, so dass der Spulenleiter für jeden Patienten mit einem neuen Überzug versehen werden kann (Einweg-Überzug).
-
Das Zielvolumen ist vorzugsweise ein kleiner Teil des zu untersuchenden Objekts, z. B. ein Zahn, Kieferabschnitt etc. Die Abmaße des Abstands und des Durchmessers der Windungen sind daher im cm-Bereich. Der Durchmesser der Spulenwindungen der erfindungsgemäßen HF-Spule beträgt daher vorzugsweise 1–4 cm, insbesondere 2–3 cm; der Abstand der beiden Spulenabschnitte beträgt vorzugsweise 0,5–4 cm, insbesondere 1–3 cm.
-
Bei einer besonders vorteilhaften Ausführungsform der erfindungsgemäßen HF-Spule weist die HF-Spule Mittel zum Verstimmen des Schwingkreises auf. Auf diese Weise kann die Resonanzfrequenz in vivo angepasst werden, wodurch der Einsatz der HF-Spule für viele Positionen und Patienten ermöglicht wird.
-
Insbesondere können als Mittel zum Verstimmen des Schwingkreises gekreuzte Dioden vorgesehen sein, die parallel zur Kapazität, welche die Enden des Spulenleiters verbindet, geschaltet sind. Durch die gekreuzte Anordnung der Dioden wird der Spulenleiter bei einer HF-Anregung durch eine andere Spule (äußere Spule) kurzgeschlossen. Das Kurzschließen der HF-Spule während der HF-Anregung durch eine äußere Spule bewirkt, dass die HF-Spule während der Anregung nicht resonant ist und somit durch die HF-Spule kein verstärktes B1-Feld während der Anregung im Objekt erzeugt wird. Die Dioden sind vorzugsweise Teil eines integrierten Schaltkreises.
-
Vorzugsweise ist eine Rückholvorrichtung zum Entfernen der Spule aus dem intraoralen Bereich vorgesehen. Durch die Rückholvorrichtung kann die Spule auf angenehme Weise aus dem Mund des Patienten entnommen werden, ohne einen Würgereiz zu verursachen. Die Rückholvorrichtung kann beispielsweise in Form eines Rückholbändchens oder eines Rückholstäbchens ausgeführt sein. Im Falle eines Rückholstäbchens kann dieses auch als Applikator zum Einführen der HF-Spule verwendet werden.
-
Vorzugsweise ist eine Fixiereinrichtung zum Fixieren der HF-Spule am Objekt vorgesehen. Mittels der Fixiereinrichtung können die Windungen der HF-Spule an dem Objekt verklemmt werden, so dass ein Verrutschen der Spule während der Messung vermieden werden kann. Dadurch wird eine reduzierte Empfindlichkeit bzgl. Belastung auf die HF-Spule (z. B. aufgrund von Zungenbewegungen) erreicht.
-
Um HF-Spulen mit demselben Windungsabstand für unterschiedlich große Objektbereiche zu verwenden, ist es vorteilhaft, wenn die Fixiereinrichtung als formbare Masse zum Anbringen zwischen dem Objekt und den Spulenwindungen ausgebildet ist. So kann beispielsweise auf den abzubildenden Bereich des Objekts eine Gummimasse (z. B. zahnärztliche Kunststoffe für Abformungen) aufgebracht werden, worauf die Spule dann aufgesteckt werden kann, um das Bewegen der Spule während der Messung zu verhindern. Alternativ hierzu kann die formbare Masse zunächst an den Windungen der HF-Spule angebracht werden, so dass die HF-Spule zusammen mit der formbaren Masse an dem Objekt fixiert werden kann. Vorzugsweise ist die formbare Masse aushärtbar und nach Verwendung abnehmbar. Als Fixiereinrichtung kann auch eine oben beschriebene Ummantelung des Spulenleiters dienen.
-
Die Erfindung betrifft auch ein HF-Spulensystem mit einer extrakorporalen HF-Empfangsspule und einer oben beschriebenen kabellosen HF-Spule zum Detektieren von MR-Signalen aus dem Zielvolumen, wobei die HF-Empfangsspule und die kabellose HF-Spule auf dieselbe Frequenz abgestimmt sind, und die HF-Empfangsspule mit der kabellosen HF-Spule induktiv gekoppelt ist. Bei der HF-Empfangsspule handelt es sich vorzugsweise um eine Kopf- oder Oberflächenspule.
-
Das erfindungsgemäße HF-Spulensystem ist vorzugsweise Teil einer Magnetresonanz(MR)-Apparatur, insbesondere einer MRI-Apparatur, wobei die MR-Apparatur außerdem eine HF-Sendespule, insbesondere eine Ganzkörperspule oder eine Kopfspule, sowie eine Auswerteeinheit umfasst.
-
Die MR-Apparatur umfasst auch eine Hauptmagnetspule zur Erzeugung eines statischen Magnetfeldes. Die Spulenwindungen der erfindungsgemäßen HF-Spule 1 sind vorzugsweise nicht koaxial zum statischen Magnetfeld der Hauptmagnetspule (Hauptmagnetfeld), insbesondere sind sie orthogonal zum Hauptmagnetfeld ausgerichtet. Dadurch wir eine höhere Sensitivität erreicht. Es ist jedoch prinzipiell auch möglich, Die Spulenwindungen koaxial zum Hauptmagnetfeld auszurichten.
-
Detaillierte Beschreibung der Erfindung und Zeichnung
-
1a zeigt eine erfindungsgemäße HF-Spule.
-
1b zeigt ein Schaltbild einer bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen HF-Spule mit gekreuzten Dioden.
-
2a zeigt eine perspektivische Ansicht einer an einem Kiefer angeordneten erfindungsgemäßen HF-Spule.
-
2b zeigt eine Seitenansicht (entlang der Achse der Spulenwindungen) der HF-Spule aus 2a.
-
2c zeigt eine Seitenansicht (schräg zur Achse der Spulenwindungen) der HF-Spule aus 2a.
-
3a zeigt eine erfindungsgemäße HF-Spule mit einer Ummantelung des Spulenleiters.
-
3b zeigt eine erfindungsgemäße HF-Spule, die mit einer formbaren Masse umgeben ist.
-
4a–c zeigen die Anordnung der HF-Spulen aus 1a, 3a, 3b an einem Kiefer.
-
5a zeigt eine erfindungsgemäße HF-Spule, welche induktiv mit einer kabelgebundenen Empfangsspule gekoppelt ist.
-
5b zeigt eine erfindungsgemäße HF-Spule, welche induktiv mit einer kabelgebundenen HF-Volumenspule (z. B. Kopfspule) gekoppelt ist.
-
6 zeigt orthogonale Ansichten (A–C) und ein 3D-Rendering einer 3D FLASH Aufnahme (D und E) von einem Schweinekiefer unter Verwendung einer erfindungsgemäßem nicht verstimmbaren Intraoralspule mit einer isotropen Auflösung von (270 μm).
-
7 zeigt orthogonale Ansichten mit einer Auflösung von (300 μm)3 einer 3D FLASH Aufnahme eines Schweinekiefers unter Verwendung einer erfindungsgemäßen Intraoralspule mit Detuning-Diode (Mittelung von 10 Akquisitionen mit jeweils einer Dauer von 32 s).
-
8 zeigt axiale Schichten einer 2D TSE-MRT Aufnahme eines Schweinekiefers unter Verwendung einer erfindungsgemäßen Intraoralspule. In 2,47 min wurde eine in-plane Auflösung von 300 μm in Schichten von 600 μm Schichtdicke (TR = 3,75 s; TE = 11 ms; 3 Echos) erreicht.
-
1a zeigt eine einfache Ausführungsform einer erfindungsgemäßen HF-Spule 1, die einen Spulenleiter umfasst, dessen Enden 2a, 2b kapazitiv verbunden sind. Der Spulenleiter bildet einen Schwingkreis, wobei der Spulenleiter zwei voneinander beabstandete Spulenabschnitte umfasst, die hier jeweils als eine Windung 3a, 3b ausgebildet sind. Die Windungen 3a, 3b der beiden Spulenabschnitte sind koaxial (bezüglich einer senkrecht auf die durch eine der Windungen 3a, 3b gebildeten Ebene stehenden Achse) angeordnet und über einen durch denselben Spulenleiter gebildeten Verbindungsabschnitt 9 miteinander verbunden. Die Windungen 3a, 3b sind voneinander beabstandet, wobei der Abstand a zwischen den beiden Windungen 3a, 3b an die Geometrie des Objekts (hier: Kiefer 7) im Bereich des Zielvolumens 8 angepasst ist (s. 2a–c).
-
Die kapazitive Verbindung der Enden 2a, 2b des Spulenleiters kann durch eine Anordnung von gekreuzten Dioden 4, 5 überbrückt werden. Ein entsprechendes Schaltbild ist in 1b dargestellt. Die gekreuzten Dioden 4, 5 sind parallel zu der durch die Verbindung der beiden Spulenleiterenden 2a, 2b gebildeten Kapazität 6 geschaltet, so dass der Spulenleiter der erfindungsgemäßen HF-Spule 1 bei einer HF-Anregung des Zielvolumens 8 kurzgeschlossen wird und die HF-Spule 1 während der HF-Anregung nicht resonant ist. Auf diese Weise wird eine Verstärkung des B1-Feldes vermieden, so dass ein definierter Flipwinkel erreicht werden kann und es zu keiner unkontrollierten Verstärkung der B1-Einstrahlung kommt.
-
2a–c zeigen, wie die erfindungsgemäße HF-Spule 1 an dem Kiefer 7 um das Zielvolumen 8 positioniert werden kann. Das Zielvolumen 8 befindet sich zwischen den beiden Windungen 3a, 3b, so dass die HF-Spule 1 auf den Kiefer 7 aufgesteckt werden kann, wodurch eine stabile Positionierung der HF-Spule 1 möglich ist. Um die Stabilität der Positionierung der HF-Spule 1 weiter zu erhöhen, kann die HF-Spule 1 mit einer Ummantelung (Beschichtung 10, formbare Masse 11) ausgestattet sein, mittels derer die HF-Spule 1 bspw. auf dem Kiefer fixiert werden kann. 3a zeigt eine Ausführungsform, bei der die gesamte Spule – bis ggf. auf einen Zugang zu dem verstellbaren Kondensator – enganliegend ummantelt ist, während in 3b eine Ausführungsform dargestellt ist, bei der die gesamte HF-Spule 1 (inklusiv der Öffnungen der Windungen 3a, 3b und dem Zugang zum Kondensator) mit einer formbaren Masse 11 umgeben ist. Die Beschichtung 10 besteht vorzugsweise aus einem ausgehärtetem Kunststoff, mit welchem der Spulenleiter beschichtet ist, wobei eine Ausnehmung gelassen wird, um Zugang zum Kondensator zu gewährleisten (nicht gezeigt). Um eine bessere Anpassung an bspw. den Kiefer, auf dem die HF-Spule 1 aufgesteckt werden soll, zu erreichen, kann alternativ oder zusätzlich die formbare Masse 11 um die Spule angebracht werden, welche sich auch über die Windungsöffnung der Windungen 3a, 3b erstreckt. Beim Aufstecken der HF-Spule 1 auf den Kiefer kann sich die formbare Masse 11 an die Zähne/den Kiefer anpassen. Vorzugsweise ist auch hier eine Ausnehmung in der Ummantelung 11 vorgesehen, um Zugang zum Kondensator gewährleisten. Nach Positionierung der HF-Spule im Mund kann der Kondensator verstellt und damit die Spule resonant gemacht werden. Der Zugang zum Kondensator kann daraufhin verschlossen werden und die Messung kann durchgeführt werden. Je nachdem wie genau die Spulengeometrie an den zu untersuchenden Bereich des Objekts 7 angepasst ist, ist eine mehr oder weniger dicke Ummantelung 10, 11 vorteilhaft. Durch eine Erhöhung der Dicke der Ummantelung 10, 11 kann die Empfindlichkeit der Resonanzfrequenz der HF-Spule 1 auf Veränderungen der Beladung verringert werden. Die Verringerung der Empfindlichkeit der Resonanzfrequenz z. B. auf Bewegungen der Zunge erleichtert den Betrieb der HF-Spule 1 und erhöht den Patientenkomfort. In 4a–c ist gezeigt, wie die erfindungsgemäße HF-Spule 1 ohne Ummantelung ( 4a), mit Beschichtung 10 (4b) bzw. mit einer die HF-Spule 1 umgebenden formbaren Masse 11 (4c) am Kiefer 7 positioniert ist. Zum einfachen und für den Patienten angenehmen Entfernen der HF-Spule 1 aus dem intraoralen Bereich ist bei der in 4c gezeigten Ausführungsform eine Rückholvorrichtung 16 (hier in Form eines Rückholbändchens) vorgesehen.
-
Die erfindungsgemäße HF-Spule 1 ist kabellos und wird zur Übertragung der empfangenen MR-Signale induktiv an eine weitere, extrakorporal angeordneten Empfangsspule 12, 13 gekoppelt. Ein solches erfindungsgemäßes Spulensystem ist in 5a, b gezeigt. Die extrakorporal angeordnete Empfangsspule 12, 13 ist auf dieselbe Frequenz wie die HF-Spule 1 abgestimmt und kann über Kabel 14 mit einer Auswerteeinheit 15 verbunden sein. Vorzugsweise kommen als Empfangsspule 12, 13 eine kabelgebundene Kopfspule, Körperspule, Oberflächenspule o. ä. der für die Messung zu verwendenden MR-Anordnung zum Einsatz. Die erfindungsgemäße HF-Spule 1 ist also kabellos über die Empfangsspule 12, 13 mit der zur weiteren Signalverarbeitung vorgesehenen Auswerteeinheit 15 verbunden.
-
6 zeigt orthogonale Ansichten (a–c) und ein 3D-Rendering einer 3D FLASH von einem Schweinekiefer unter Verwendung einer erfindungsgemäßen nicht verstimmbaren Intraoralspule. Die HF-Spule 1 wurde an einem Schweinekiefer innerhalb einer Kopfspule befestigt. Mit der erfindungsgemäßen HF-Spule 1 konnte eine isotrope Auflösung von 270 μm erreicht werden. Für die Messung wurde ein Standard 3 T MR-System und eine 12-Kanal-Kopfspule verwendet.
-
Für die in Abbildung eines menschlichen Zahns kann beispielsweise eine erfindungsgemäße HF-Spule 1 mit einem Spulenleiter aus Kupferdraht mit einem Durchmesser d von 1 mm verwendet werden, wobei die Windungen durch die Verwendung eines Gebissabdrucks an die entsprechende Anatomie angepasst wird. Für einen menschlichen Kiefer liegen ein geeigneter Durchmesser für die Abbildung eines Zahns ca. bei 2 cm und der Abstand bei ca. 1,7 cm. Mittels keramischer festwert- oder verstellbarer Kondensatoren 6 kann die HF-Spule bspw. auf 123 MHz abgestimmt werden.
-
Neben einer 3D FLASH (7) erlaubte das homogene B1-Feld des Ganzkörperresonators auch die Aufnahme einer Turbospinecho-Sequenz (TSE). In 2,47 min wurde ein Volumen mit einer in plane Auflösung von 300 μm und einer Schichtdicke von 600 μm aufgenommen (8).
-
Die erfindungsgemäßen HF-Spule 1 ist kabellos und weist voneinander beabstandeten Windungen 3a, 3b auf, deren Abstand a so gewählt ist, dass ein Bereich des zu untersuchenden Objekts 7, insbesondere ein Kieferbogenabschnitt oder ein Zahn, der das Zielvolumen 8 umfasst dazwischen platziert werden kann, bzw. dass die HF-Spule 1 derart am Objekt 7 platziert werden kann, dass sich einerseits das Zielvolumen 8 zwischen den beiden beabstandeten Windungen 3a, 3b befindet und andererseits die Windungen 3a, 3b intraoral am Objekt 7 fixiert werden können (z. B. durch Auflegen oder Festklemmen). Dadurch werden eine einfache Handhabung, eine zuverlässige Fixierung sowie eine hohe Auflösung ermöglicht.
-
Bezugszeichenliste
-
- 1
- HF-Spule
- 2a, 2b
- Enden des Spulenleiters
- 3a, 3b
- Windungen
- 4, 5
- Dioden
- 6
- Kapazität
- 7
- Kiefer (Objekt)
- 8
- Zielvolumen
- 9
- Verbindungsabschnitt
- 10, 11
- Ummantelung
- 12, 13
- Empfangsspule der Auswerteeinheit
- 14
- Kabel
- 15
- Auswerteeinheit
- a
- Abstand der Windungen
- d
- Durchmesser der Windungen
- 16
- Rückholvorrichtung
-
- [1] Noras MRI products „Hochauflösende MR-Bildgebung in der Kieferorthopädie" http://www.noras.de/wp-content/uploads/NORAS_FLYER_ 4CH_DENTAL_ARRAY. pdf)
- [2] Hövener et al. Dental MRI: Imaging of Soft and Solid Components Without Ionizing Radiation JMRI 36(4): 841–846 (2012)
- [3] Tymofiyeva et al In vivo MRI-Based Dental Impression Using an Intraoral RF Receiver Coil Concepts in Magnetic Resonance Part B: Magnetic Resonance Engineering 33B: 244–251 (2008)
- [4] JP 2004313533 A
- [5] US 2012/0288820A1
- [6] Quick et al. Inductively Coupled Stent Antennas in MRI MRM 48: 781–790 (2002)
- [7] Graf et al. Inductively coupled rf coils for examination of small animals and objects in standard whole-body MR scanners Med. Phys. 30 (6): 1241–1245 (2003)
- [8] US 5,583,438
- [9] EP 2 515 135
- [9] US 5,585,721
- [10] Idiyatullin et al Intraoral Approach for Imaging Teeth Using the Transverse B1 Field Components of an Occlusally Oriented Loop Coil Magnetic Resonance in Medicine 000:000-000,2013
- [11] Idiyatullin et al Intraoral Approach for Imaging Teeth Using the Transverse B1 Field Components of an Occlusally Oriented Loop Coil Magnetic Resonance in Medicine 000:000-000,2013
- [12] US 2014/0213888
- [13] KR 10 2013 0136022
-
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
-
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
-
Zitierte Patentliteratur
-
- JP 2004313533 A [0054]
- US 2012/0288820 A1 [0054]
- US 5583438 [0054]
- EP 2515135 [0054]
- US 5585721 [0054]
- US 2014/0213888 [0054]
- KR 1020130136022 [0054]
-
Zitierte Nicht-Patentliteratur
-
- Noras MRI products „Hochauflösende MR-Bildgebung in der Kieferorthopädie” http://www.noras.de/wp-content/uploads/NORAS_FLYER_ 4CH_DENTAL_ARRAY. pdf) [0054]
- Hövener et al. Dental MRI: Imaging of Soft and Solid Components Without Ionizing Radiation JMRI 36(4): 841–846 (2012) [0054]
- Tymofiyeva et al In vivo MRI-Based Dental Impression Using an Intraoral RF Receiver Coil Concepts in Magnetic Resonance Part B: Magnetic Resonance Engineering 33B: 244–251 (2008) [0054]
- Quick et al. Inductively Coupled Stent Antennas in MRI MRM 48: 781–790 (2002) [0054]
- Graf et al. Inductively coupled rf coils for examination of small animals and objects in standard whole-body MR scanners Med. Phys. 30 (6): 1241–1245 (2003) [0054]
- Idiyatullin et al Intraoral Approach for Imaging Teeth Using the Transverse B1 Field Components of an Occlusally Oriented Loop Coil Magnetic Resonance in Medicine 000:000-000,2013 [0054]
- Idiyatullin et al Intraoral Approach for Imaging Teeth Using the Transverse B1 Field Components of an Occlusally Oriented Loop Coil Magnetic Resonance in Medicine 000:000-000,2013 [0054]
