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Die Erfindung betrifft eine Magnetresonanzspule mit einem Geflecht zur Lagerung sowie eine Magnetresonanzvorrichtung.
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In der Medizintechnik zeichnet sich die Bildgebung mittels Magnetresonanz (MR), auch Magnetresonanztomographie (MRT, engl. Magnetic Resonance Imaging, MRI) genannt, durch hohe Weichteilkontraste aus. Hierbei werden während eine Magnetresonanzmessung mit Hilfe einer Magnetresonanzvorrichtung hochfrequente (HF, engl. radiofrequency, RF) Pulse zur Erzeugung eines HF-Feldes (auch B1-Feld genannt) und Gradientenpulse zur Erzeugung eines magnetischen Feldgradienten in einen Untersuchungsbereich, in dem sich das Untersuchungsobjekt befindet, eingestrahlt. Dadurch werden im Patienten Magnetresonanzsignale ausgelöst, die von der Magnetresonanzvorrichtung als Messdaten empfangen werden können. Das Untersuchungsobjekt ist üblicherweise ein menschlicher oder tierischer Patient.
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Zum Empfang der Magnetresonanzsignale eignen sich insbesondere MR-Lokalspulen (engl. local coils), die oft auch Oberflächenspulen (engl. surface coils) genannt werden. Die MR-Lokalspulen umfasst üblicherweise zumindest eine Magnetresonanzantenne, mit der die Magnetresonanzsignale empfangen werden können. Die zumindest eine Magnetresonanzantenne sollte dabei möglichst nahe an dem Patienten positioniert sein, damit die empfangenen Magnetresonanzsignale ein hohes Signal-zu-Rausch-Verhältnis aufweisen.
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Als Aufgabe der vorliegenden Erfindung kann angesehen werden, eine Lagerungsmöglichkeit für den Patienten anzugeben, um einen geringen Abstand zwischen dem Patienten und der zumindest einen Magnetresonanzantenne während der Messung herstellen zu können.
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Die Aufgabe wird durch die Merkmale der unabhängigen Ansprüche gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den abhängigen Ansprüchen beschrieben.
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Demnach wird eine MR-Lokalspule mit einer Lagerungskomponente vorgeschlagen, wobei die Lagerungskomponente ein Geflecht zur Lagerung eines Teils eines Patienten umfasst.
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Vorzugsweise bildet das Gewebe eine Auflagefläche für den Teil des Patienten. Das Geflecht kann insbesondere ein Netz und/oder ein Gewebe aufweisen. Das Geflecht ist vorzugsweise tragfähig. Der Teil des Patienten kann insbesondere ein Kopf des Patienten sein.
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Eine MR-Lokalspule ist typischerweise nicht fest in einer Magnetresonanzvorrichtung eingebaut. Vorzugsweise kann die MR-Lokalspule individuell und/oder bei Bedarf in der Bohrung der Magnetresonanzvorrichtung positioniert werden. Sie unterscheidet sich diesbezüglich grundlegend von fest in der Magnetresonanzvorrichtung integrierten Ganzkörperspulen (engl. body coils).
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Vorzugsweise ist das Gewebe dünn ausgeführt. Beispielsweise weist es eine Dicke von weniger als 2 mm auf. Beispielsweise beträgt die Dicke etwa 1 mm. Somit kann durch Verwendung eines Gewebes als Lagerungsstruktur für den Teil des Patienten, insbesondere für seinen Kopf, ein sehr geringer Abstand zwischen dem Teil des Patienten und etwaigen Magnetresonanzantennen ermöglicht werden. Dies gilt insbesondere für Magnetresonanzantennen, die sich unterhalb des Kopfes des Patienten befinden, wenn der Kopf des Patienten auf dem Gewebe gelagert ist.
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Vorteilhafterweise kann sich das Gewebe an die Kontur des Teils des Patienten anpassen, d.h. es weist eine gewisse Flexibilität auf. Dies kann den Komfort des Patienten während einer Magnetresonanzuntersuchung erhöhen.
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Beispielsweise umfasst das Gewebe Nylon oder es besteht daraus.
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Vorzugsweise umfasst die Lagerungskomponente einen Tragrahmen, in dem das Geflecht eingespannt ist. Vorzugsweise umgibt der Tragrahmen das Geflecht, d.h. der Tragrahmen ist um das Geflecht herum angeordnet. Vorteilhafterweise ist der Tragrahmen rigide und/oder steif, so dass er dem Geflecht Stabilität verleihen kann.
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Beispielsweise umfasst der Tragrahmen einen glasfaserverstärkten Kunststoff (GFK, engl. glass-fibre reinforced plastic, GFRP) oder er besteht daraus.
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Eine weitere Ausführungsform der MR-Lokalspule sieht vor, dass die MR-Lokalspule eine Antennenkomponente umfasst, wobei die Antennenkomponente zumindest eine Magnetresonanzantenne umfasst, wobei die Antennenkomponente relativ zur Lagerungskomponente verschiebbar ist.
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Die zumindest eine Magnetresonanzantenne ist vorzugsweise zum Empfangen von Magnetresonanzsignalen und/oder zum Senden von HF-Pulsen ausgebildet.
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Die MR-Lokalspule umfasst in dieser Ausführungsform also zwei Komponenten, die relativ zueinander verschiebbar sind. Vorzugsweise ist dabei die Lagerungskomponente ortsfest. Insbesondere ist die Lagerungskomponente ortsfest gegenüber einem Patiententisch, auf dem der Patient während einer Magnetresonanzuntersuchung gelagert werden kann. Somit kann insbesondere dem Kopf des Patienten eine feststehende Auflagefläche bereitgestellt werden.
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Eine weitere Ausführungsform der MR-Lokalspule sieht vor, dass die Antennenkomponente relativ zur Lagerungskomponente reversibel zwischen einer ersten Position und einer zweiten Position verschiebbar ist, wobei die MR-Lokalspule ausgebildet ist, den Teil des Patienten auf dem Geflecht zu positionieren, wenn sich die Antennenkomponente in der ersten Position befindet, wobei die MR-Lokalspule ausgebildet ist, eine Magnetresonanzmessung durchzuführen, wenn sich die Antennenkomponente in der zweiten Position befindet. Es ist also vorgesehen, den Teil des Patienten auf dem Geflecht zu positionieren, wenn sich die Antennenkomponente in der ersten Position befindet, und eine Magnetresonanzmessung durchzuführen, wenn sich die Antennenkomponente in der zweiten Position befindet.
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Beispielsweise wird der Kopf des Patienten vor der Magnetresonanzmessung auf das Gewebe gelegt, während sich die Antennenkomponente in der ersten Position befindet. Dann kann die Antennenkomponente in die zweite Position verschoben werden, um schließlich die Magnetresonanzmessung durchzuführen.
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Vorteilhafterweise stört die Antennenkomponente nicht oder weniger bei der Positionierung des Teils des Patienten in der MR-Lokalspule, während sich die Antennenkomponente in der ersten Position befindet.
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Eine weitere Ausführungsform der MR-Lokalspule sieht vor, dass die Antennenkomponente ein Untersuchungsvolumen umgibt, wobei sich der Teil des Patienten in der zweiten Position in stärkerem Maße in dem Untersuchungsvolumen befindet als in der ersten Position, falls der Teil des Patienten auf dem Geflecht gelagert ist. Insbesondere befindet sich ein höherer Anteil des Teils des Patienten in dem Untersuchungsvolumen, das durch die Antennenkomponente vorgegeben wird, wenn sich der Patient in der zweiten Position befindet, als wenn er sich in der ersten Position befindet.
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Das Untersuchungsvolumen ist vorzugsweise ein räumliches Volumen, in das effektiv HF-Pulse durch die MR-Lokalspule eingestrahlt werden können und/oder aus dem effektiv Magnetresonanzsignale durch die MR-Lokalspule empfangen werden können.
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Beispielsweise befindet sich der Kopf des Patienten in der ersten Position gar nicht oder nur zu einem geringen Teil in dem Untersuchungsvolumen, während er sich in der zweiten Position vollständig in dem Untersuchungsvolumen befindet.
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Eine weitere Ausführungsform der MR-Lokalspule sieht vor, dass die Antennenkomponente das Untersuchungsvolumen zumindest bereichsweise in Form eines Zylinders umgibt, wobei bei einer Verschiebung der Antennenkomponente von der ersten Position und die zweite Position die Antennenkomponente in einer axialen Richtung des Zylinders verschoben wird.
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Besagter Zylinder weist vorzugsweise eine Zylinderachse auf, wobei die axiale Richtung parallel zur Zylinderachse orientiert ist. Beispielsweise ist die Zylinderachse eine Symmetrieachse des Zylinders. Insbesondere umfasst die MR-Lokalspule mehrere Magnetresonanzantennen, die über den gesamten Umfang des Zylinders verteilt sind.
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Eine weitere Ausführungsform der MR-Lokalspule sieht vor, dass die MR-Lokalspule zur Verschiebung der Antennenkomponente relativ zur Lagerungskomponente zumindest eine Schiene, insbesondere Laufschiene, umfasst, die in der axialen Richtung des Zylinders verläuft. Vorteilhafterweise ermöglicht die zumindest eine Schiene eine leichtgängige Verschiebung der Antennenkomponente.
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Die zumindest eine Schiene ist beispielsweise an einem Gehäuse befestigt, das die zumindest eine Magnetresonanzantenne umgibt. Beispielsweise umfasst die MR-Lokalspule zwei Schienen. Insbesondere kann eine der beiden Schienen an einem rechten Abschnitt des Gehäuses angeordnet sein, während die andere der beiden Schienen an einem linken Abschnitt des Gehäuses befestigt ist.
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Eine weitere Ausführungsform der MR-Lokalspule sieht vor, dass die Lagerungskomponente zumindest einen Auflagepunkt aufweist, der auf der zumindest einen Schiene aufliegt.
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Beispielsweise kann die Lagerungskomponente eine Rolle umfassen, wobei die Rolle eine Auflagelinie aufweist, die auf der zumindest einen Schiene aufliegt. Beispielsweise kann sich die Rolle bei einer Verschiebung der Antennenkomponente relativ zur Lagerungskomponente auf der Schiene drehen.
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Beispielsweise kann die Lagerungskomponente eine Gleitfläche umfassen, wobei die Gleitfläche zumindest einen Auflagepunkt aufweist, der auf der zumindest einen Schiene aufliegt. Beispielsweise kann die Gleitfläche bei einer Verschiebung der Antennenkomponente relativ zur Lagerungskomponente auf der Schiene gleiten.
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Eine weitere Ausführungsform der MR-Lokalspule sieht vor, dass das Geflecht bereichsweise eine Form eines Zylindersegments aufweist. Dabei ist ein Zylindersegment vorzugsweise ein Teil eines Zylinders, insbesondere einer Zylindermantelfläche, der durch eine Ebene, die parallel zur Zylinderachse orientiert ist, begrenzt wird.
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Insbesondere bildet das Geflecht eine konkave Fläche, welche sich besonders gut zur Lagerung des Teils des Patienten, insbesondere des Kopfs des Patienten eignet. Vorteilhafterweise kann dadurch ein hoher Patientenkomfort erreicht werden.
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Eine weitere Ausführungsform der MR-Lokalspule sieht vor, dass das Geflecht bereichsweise eine Form eines Domsegments aufweist. Dabei ist das Domsegment vorzugsweise ein Teil einer Kugel, die durch eine erste Ebene, die senkrecht zur Zylinderachse orientiert ist, und eine zweite Ebene, die parallel zur Zylinderachse orientiert ist, begrenzt wird.
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Insbesondere ist die MR-Lokalspule zum Senden und Empfangen hochfrequenter Signale ausgebildet ist. Vorzugsweise handelt es sich um eine Sende-Empfangs-Spule, die für besagten Teil des Patienten, insbesondere seinen Kopf, eine optimale Sendeeffizienz bietet.
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Eine weitere Ausführungsform der MR-Lokalspule sieht vor, dass die Lagerungskomponente ein Lagerungskissen umfasst, das auf dem Geflecht angeordnet ist. Eine Lagerung des Teiles des Patienten auf einem Kissen kann vorteilhafterweise von dem Patienten als besonders angenehm empfunden werden.
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Ferner wird eine Magnetresonanzvorrichtung mit zumindest einer der vorab beschriebenen MR-Lokalspulen vorgeschlagen.
Die Vorteile der Magnetresonanzvorrichtung entsprechen im Wesentlichen den Vorteilen der vorab beschriebenen MR-Lokalspule. Hierbei erwähnte Merkmale oder alternative Ausführungsformen können auf die Magnetresonanzvorrichtung übertragen werden.
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Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus den im Folgenden beschriebenen Ausführungsbeispielen sowie anhand der Zeichnungen. Einander entsprechende Teile sind in allen Figuren mit den gleichen Bezugszeichen versehen.
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Es zeigen:
- 1 eine Magnetresonanzvorrichtung mit einer MR-Lokalspule in einer schematischen Darstellung,
- 2 eine MR-Lokalspule mit einer Lagerungskomponente in einer ersten Position,
- 3 eine MR-Lokalspule mit einer Lagerungskomponente in einer zweiten Position,
- 4-5 eine MR-Lokalspule mit einer Lagerungskomponente, die auf Schienen aufliegt,
- 6 eine Lagerungskomponente mit einem Lagerungskissen.
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In 1 ist eine Magnetresonanzvorrichtung 10 schematisch dargestellt. Die Magnetresonanzvorrichtung 10 umfasst eine Magneteinheit 11, die einen Hauptmagneten 12 zu einem Erzeugen eines starken und insbesondere zeitlich konstanten Hauptmagnetfelds 13 aufweist. Zudem umfasst die Magnetresonanzvorrichtung 10 einen Patientenaufnahmebereich 14 zu einer Aufnahme eines Patienten 15. Der Patientenaufnahmebereich 14 im vorliegenden Ausführungsbeispiel ist zylinderförmig ausgebildet und in einer Umfangsrichtung von der Magneteinheit 11 zylinderförmig umgeben. Grundsätzlich ist jedoch eine davon abweichende Ausbildung des Patientenaufnahmebereichs 14 jederzeit denkbar. Der Patient 15 kann mittels einer Patientenlagerungsvorrichtung 16 der Magnetresonanzvorrichtung 10 in den Patientenaufnahmebereich 14 geschoben werden. Die Patientenlagerungsvorrichtung 16 weist hierzu einen innerhalb des Patientenaufnahmebereichs 14 bewegbar ausgestalteten Patiententisch 17 auf.
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Die Magneteinheit 11 weist weiterhin eine Gradientenspuleneinheit 18 zu einer Erzeugung von Magnetfeldgradienten auf, die für eine Ortskodierung während einer Bildgebung verwendet werden. Die Gradientenspuleneinheit 18 wird mittels einer Gradientensteuereinheit 19 der Magnetresonanzvorrichtung 10 gesteuert. Die Magneteinheit 11 umfasst weiterhin eine Hochfrequenzantenneneinheit 20, welche im vorliegenden Ausführungsbeispiel als fest in die Magnetresonanzvorrichtung 10 integrierte Körperspule ausgebildet ist. Die Hochfrequenzantenneneinheit 20 wird von einer Hochfrequenzantennensteuereinheit 21 der Magnetresonanzvorrichtung 10 gesteuert und strahlt hochfrequente Magnetresonanzsequenzen in einen Patientenaufnahmebereich 14 der Magnetresonanzvorrichtung 10 ein. Dadurch stellt sich dem von dem Hauptmagneten 12 erzeugten Hauptmagnetfeld 13 eine Anregung von Atomkernen ein. Durch Relaxation der angeregten Atomkerne werden MR-Signale erzeugt. Die Hochfrequenzantenneneinheit 20 ist zum Empfang der MR-Signale ausgebildet.
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Es ist aber auch denkbar, insbesondere bei Hochfeldsystemen, in denen das Hauptmagnetfeld 13 beispielsweise 7 Tesla oder mehr beträgt, dass auf eine in die Magnetresonanzvorrichtung 10 integrierte Körperspule verzichtet wird. Hier kann die Einstrahlung der hochfrequente Magnetresonanzsequenzen durch eine MR-Lokalspule 100 erfolgen, indem sie beispielsweise als Sende-Empfangs-Spule ausgebildet ist, d.h. sie ist sowohl zum Senden von HF-Pulsen als auch zum Empfangen von MR-Signalen ausgebildet. In dem in 1 dargestellten Beispiel ist ein Teil des Patienten 15, nämlich sein Kopf, auf einem hier nicht gezeigten Geflecht einer Lagerungskomponente der MR-Lokalspule 100 gelagert.
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Zu einer Steuerung des Hauptmagneten 12, der Gradientensteuereinheit 19 und zur Steuerung der Hochfrequenzantennensteuereinheit 21 weist die Magnetresonanzvorrichtung 10 eine Systemsteuereinheit 22 auf. Die Systemsteuereinheit 22 steuert zentral die Magnetresonanzvorrichtung 10, wie beispielsweise das Durchführen einer vorbestimmten bildgebenden Gradientenechosequenz. Zudem umfasst die Systemsteuereinheit 22 eine nicht näher dargestellte Auswerteeinheit zu einer Auswertung der Magnetresonanzsignale, die während der Magnetresonanzuntersuchung erfasst werden. Des Weiteren umfasst die Magnetresonanzvorrichtung 10 eine Benutzerschnittstelle 23, die mit der Systemsteuereinheit 22 verbunden ist. Steuerinformationen wie beispielsweise Bildgebungsparameter, sowie rekonstruierte Magnetresonanzabbildungen können auf einer Anzeigeeinheit 24, beispielsweise auf zumindest einem Monitor, der Benutzerschnittstelle 23 für ein medizinisches Bedienpersonal angezeigt werden. Weiterhin weist die Benutzerschnittstelle 23 eine Eingabeeinheit 25 auf, mittels der Informationen und/oder Parameter während eines Messvorgangs von dem medizinischen Bedienpersonal eingegeben werden können.
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2 zeigt eine MR-Lokalspule 100 mit einer freitragenden Lagerungskomponente 101. Dabei umfasst die Lagerungskomponente 101 ein Geflecht 102 zur Lagerung des Kopfes eines Patienten 15. Das Geflecht 102 weist vorzugsweise eine Dicke von weniger als 2 mm auf. Die Lagerungskomponente 101 umfasst zudem einen Tragrahmen 104, in dem das Geflecht 102 eingespannt ist. Das Geflecht 102 bildet zusammen mit dem Tragrahmen 104 eine Kopfschale.
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Ferner umfasst die MR-Lokalspule 100 eine Antennenkomponente 103. Die Antennenkomponente 103 umfasst zumindest eine hier nicht dargestellte Magnetresonanzantenne. Die Antennenkomponente 103 ist relativ zur Lagerungskomponente 101 verschiebbar. Beispielsweise kann ein Bedienpersonal die Antennenkomponente 103 manuell verschieben. Dabei ist die Lagerungskomponente 101 ortsfest gegenüber den Patiententisch 17.
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2 zeigt die Antennenkomponente 101 in einer ersten Position, die geeignet ist, damit der Kopf des Patienten 15 in das Geflecht 101 hineingelegt werden kann. Die Antennenkomponente 103 ist hier in z-Richtung so weit nach hinten geschoben, so dass sie bei der Platzierung des Kopfs des Patienten 15 auf dem Geflecht 102 nicht stört.
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Die Lagerungskomponente 101 kann relativ zur Antennenkomponente 103 reversibel zwischen dieser ersten Position und einer zweiten Position, wie in 3 dargestellt, verschoben werden. Die Antennenkomponente 103 ist hier nach vorne geschoben, so dass die Magnetresonanzantennen, die in ihr angeordnet sind, den Kopf des Patienten 15 umgeben. Die MR-Lokalspule 100 ist somit ausgebildet, eine Magnetresonanzmessung durchzuführen, wenn sich die Antennenkomponente 102 in der zweiten Position befindet. Vorzugsweise umfassen die Magnetresonanzantennen möglichst weit innen angeordnete Empfangsantennen, so dass der Kopf des Patienten 15 vertikal im minimalen Abstand zu den Empfangsantennen gelagert ist. Seitlich und hinten entsteht nur ein minimaler Raumverlust durch die Dicke des Tragrahmens 104, der vorzugsweise nur wenige Millimeter dick ist. Durch den geringen Abstand zwischen den Empfangsantennen und dem Kopf des Patienten 15 kann ein besonders hohes Signal-zu-Rausch-Verhältnis zu empfangender MR-Signale erzielt werden. Es kann somit ein vorteilhafterweise ähnliches Signal-zu-Rausch-Verhältnis wie bei einer in Ober- und Unterteil geteilten MR-Lokalspulen aus dem Stand der Technik, ohne aber deren Nachteile hinsichtlich Komplexität und Design, die durch die Teilung bedingt sind, in Kauf nehmen zu müssen.
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Die Antennenkomponente 103 umgibt hier ein Untersuchungsvolumen, in dem sich der Kopf des Patienten 15 während der Magnetresonanzmessung befindet. Der Kopf des Patienten 15 befindet sich in der zweiten Position in stärkerem Maße in dem Untersuchungsvolumen als in der ersten Position, falls der Kopf des Patienten 15 auf dem Geflecht 102 gelagert ist.
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Das Untersuchungsvolumen, das die Antennenkomponente 103 umgibt, ist zumindest im vorderen Bereich zylindrisch, d.h. es kann durch einen Zylinder beschrieben werden. Bei einer Verschiebung der Antennenkomponente 103 von der ersten Position in die zweite Position wird die Antennenkomponente 103 in einer axialen Richtung des Zylinders, also hier in z-Richtung, verschoben.
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Wie in 4 und 5 zu sehen ist, umfasst die MR-Lokalspule 10 zur Verschiebung der Antennenkomponente 103 relativ zur Lagerungskomponente 101 an der Innenverkleidung der Antennenkomponente 103 zwei Schienen 105, die in der axialen Richtung des Zylinders verläuft, hier also in z-Richtung. Die Lagerungskomponente 101 weist zwei Auflagepunkte 106 auf, die jeweils auf einer der beiden Schienen 105 aufliegt. Dabei sind die Auflagepunkte 106 am Tragrahmen 104 angeordnet. Der Tragrahmen 104 wird auf einer Seite durch eine Nackenauflage der MR-Lokalspule 100 gestützt und läuft auf der anderen Seite auf den Schienen 105 innerhalb des Gehäuses der Antennenkomponente 103.
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Das Geflecht 102 weist im vorderen Bereich eine Form eines Zylindersegments und im hinteren Bereich eine Form eines Domsegments auf. Dabei ist das Zylindersegment ein Teil eines Zylinders, der durch eine Ebene, die parallel zur Zylinderachse bzw. zur z-Achse orientiert ist, begrenzt wird.
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Wie 6 zeigt, kann auf das Geflecht ein Lagerungskissen 107 angeordnet werden. Das Lagerungskissen 107 kann die Gefahr minimieren, dass Haare am Hinterkopf des Patienten während der Magnetresonanzuntersuchung eingeklemmt werden.
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Es wird abschließend noch einmal darauf hingewiesen, dass es sich bei den vorhergehend detailliert beschriebenen MR-Lokalspule und der Magnetresonanzvorrichtung lediglich um Ausführungsbeispiele handelt, welche vom Fachmann in verschiedenster Weise modifiziert werden können, ohne den Bereich der Erfindung zu verlassen. Weiterhin schließt die Verwendung der unbestimmten Artikel „ein“ bzw. „eine“ nicht aus, dass die betreffenden Merkmale auch mehrfach vorhanden sein können.
