DE202022107295U1

DE202022107295U1 - Lokalspule für eine Magnetresonanzvorrichtung

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Publication number: DE202022107295U1
Application number: DE202022107295.7U
Authority: DE
Original assignee: Siemens Healthcare GmbH
Current assignee: Siemens Healthineers Ag De
Priority date: 2022-12-29
Filing date: 2022-12-29
Publication date: 2023-01-31
Anticipated expiration: 2032-12-30

Abstract

Lokalspule (26) für eine Magnetresonanzvorrichtung (10), umfassend eine Mehrzahl von Antennen (30) und eine Mehrzahl von Öffnungen (31), welche durch einen Körper der Lokalspule (26) hindurchführen,wobei die Mehrzahl von Antennen (30) dazu ausgebildet ist, hochfrequente Signale in einem Frequenz- und Leistungsbereich einer Magnetresonanzmessung zu empfangen undwobei die Mehrzahl von Öffnungen (31) so dimensioniert ist, dass ein Zugang für ein interventionelles Instrument zu einer Hautoberfläche eines Patienten (15) durch jede Öffnung (31) der Mehrzahl von Öffnungen (31) ermöglicht wird,wobei die Mehrzahl von Antennen (30) derart um die Mehrzahl von Öffnungen (31) angeordnet ist, dass ein Empfangen von hochfrequenten Signalen entlang einer Bewegungstrajektorie des interventionellen Instruments in dem Patienten (15) ermöglicht wird, undwobei jede Antenne (30) der Mehrzahl von Antennen (30) dazu konfiguriert ist, mit einem dedizierten Empfangskanal verbunden zu werden, um ein separates Auslesen jeder Antenne (30) zu ermöglichen.

Description

Die Magnetresonanztomografie ist ein bekanntes Bildgebungsverfahren, mit welchem Magnetresonanzbilder eines Inneren des Untersuchungsobjekts erzeugt werden können. Zur Durchführung einer Magnetresonanzbildgebung wird das Untersuchungsobjekt üblicherweise in einem starken, statischen und homogenen Grundmagnetfeld (B0-Magnetfeld) einer Magnetresonanzvorrichtung positioniert. Das Grundmagnetfeld kann magnetische Feldstärken von 0,2 Tesla bis 7 Tesla aufweisen, sodass sich Kernspins des Untersuchungsobjekts entlang des Grundmagnetfeldes ausrichten. Um sogenannte Kernspinresonanzen auszulösen, werden hochfrequente Signale, sogenannte Anregungsimpulse (B1-Magnetfeld), in das Untersuchungsobjekt eingestrahlt. Jeder Anregungsimpuls bewirkt eine Abweichung einer Magnetisierung bestimmter Kernspins des Untersuchungsobjekts von dem Grundmagnetfeld um einen Betrag, welcher auch als Flipwinkel bekannt ist. Ein Anregungsimpuls kann dabei ein magnetisches Wechselfeld mit einer Frequenz aufweisen, welche der Larmorfrequenz bei der jeweiligen statischen Magnetfeldstärke entspricht. Die angeregten Kernspins können eine rotierende und abklingende Magnetisierung (Kernspinresonanz) aufweisen, welche sich mittels spezieller Antennen als Magnetresonanzsignal erfassen lässt. Zur räumlichen Kodierung der Kernspinresonanzen des Untersuchungsobjekts können dem Grundmagnetfeld magnetische Gradientenfelder überlagert werden.
Die empfangenen Magnetresonanzsignale werden typischerweise digitalisiert und als komplexe Werte in einer k-Raum-Matrix gespeichert. Diese k-Raum-Matrix kann als Grundlage für die Rekonstruktion von Magnetresonanzbildern sowie einer Bestimmung von Spektroskopiedaten verwendet werden. Die Rekonstruktion eines Magnetresonanzbilds erfolgt typischerweise mittels einer mehrdimensionalen Fourier-Transformation der k-Raum-Matrix.
Eine reibungslose und sichere Durchführung einer perkutanen Nadelintervention, welche innerhalb einer Bildgebungsregion einer Magnetresonanzvorrichtung durchgeführt wird, erfordert spezifische technische Voraussetzungen seitens der Magnetresonanzvorrichtung. Besondere Anforderungen werden dabei an verwendete Lokalspulen gestellt, welche für den Empfang von Magnetresonanzsignalen verwendet werden.
Zu diesen Anforderungen gehören etwa ein hohes Signal-zu-Rausch Verhältnis (SNR), eine ausreichende Abdeckung eines Patienten in einer gewünschten Bildebene, ein möglichst geringer Platzbedarf der Lokalspule an dem Patienten und eine stabile Positionierung der Lokalspule an dem Patienten.
Konventionelle Lokalspulen sind nur bedingt für eine Bildgebung bei perkutanen Nadelinterventionen geeignet.
Es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Erfassen von Magnetresonanzdaten mittels Lokalspulen bei interventionellen Eingriffen zu vereinfachen oder zu verbessern.
Diese Aufgabe wird durch die Gegenstände der unabhängigen Schutzansprüche erfindungsgemäß gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen und zweckmäßige Weiterbildungen sind Gegenstand der Unteransprüche.
Unabhängig vom grammatikalischen Geschlecht eines bestimmten Begriffes sind Personen mit männlicher, weiblicher oder anderer Geschlechteridentität mit umfasst.
Die erfindungsgemäße Lokalspule für eine Magnetresonanzvorrichtung umfasst eine Mehrzahl von Antennen und eine Mehrzahl von Öffnungen, welche durch einen Körper der Lokalspule hindurchführen.
Ein Körper der Lokalspule kann eine Trägerstruktur umfassen. Die Trägerstruktur kann dazu ausgebildet sein, die Mehrzahl von Antennen in einer vorbestimmten relativen Position zueinander zu halten. Die Trägerstruktur kann ferner dazu ausgebildet sein, die Lokalspule in der anwendungsgemäßen Position an dem Patienten zu positionieren und/oder die Mehrzahl von Antennen in einer vorbestimmten relativen Position an dem Patienten zu halten. Es ist weiterhin vorstellbar, dass die Trägerstruktur der Lokalspule der Mehrzahl von Antennen und/oder der Lokalspule eine mechanische Stabilität und/oder eine Formbeständigkeit verleiht.
Die Lokalspule, insbesondere die Trägerstruktur, kann weiterhin zumindest ein Befestigungselement aufweisen, welches dazu ausgebildet ist, die Lokalspule in einer anwendungsgemäßen Position an einem Körper des Patienten zu halten oder zu befestigen. Das Befestigungselement kann insbesondere dazu ausgebildet sein, die Lokalspule an eine Form oder Geometrie des Körpers des Patienten anzuformen. Beispiele für geeignete Befestigungselemente sind Gurte, Bänder, Klettverschlüsse, Klemmen, Knöpfe, Rastelemente und dergleichen.
Vorzugsweise weist der Körper der Lokalspule eine flache oder planare Gestalt auf. Die Lokalspule und/oder der Körper der Lokalspule können ein flexibles Material aufweisen, um ein Anpassen einer Form der Lokalspule an eine Körperregion eines Patienten zu ermöglichen. Es ist vorstellbar, dass der Körper der Lokalspule durch eine planare Gestalt mit einer polygonalen oder ovalen Form charakterisiert ist. Der Körper der Lokalspule kann insbesondere die Gestalt eines flachen Quaders aufweisen.
Die Mehrzahl von Antennen kann in den Körper der Lokalspule eingebettet und/oder mechanisch mit dem Körper der Lokalspule verbunden sein. Eine mechanische Verbindung kann eine formschlüssige, eine kraftschlüssige und/oder eine stoffschlüssige Verbindung sein.
Eine Öffnung kann beispielweise eine Durchführung, einen Durchbruch, ein Loch, einen Ausschnitt, eine Ausstanzung oder dergleichen darstellen. Vorzugsweise ist die Mehrzahl der Öffnungen derart entlang einer Hauptoberfläche der Lokalspule angeordnet, dass jede Öffnung außenumfänglich von der Lokalspule, insbesondere einem Abschnitt der Hauptoberfläche der Lokalspule, umschlossen oder eingefasst ist. Eine Hauptoberfläche kann eine Seite und/oder eine Oberfläche der Lokalspule mit einem maßgeblichen Flächeninhalt darstellen. Insbesondere kann eine Öffnung einen Zugangsweg für ein interventionelles Instruments durch die Lokalspule bereitstellen.
Die Öffnungen weisen vorzugsweise polygonal oder oval geformte Querschnittsflächen auf. Es sind jedoch auch davon abweichenden Formen vorstellbar.
Die Mehrzahl von Antennen ist dazu ausgebildet, hochfrequente Signale in einem Frequenz- und Leistungsbereich einer Magnetresonanzmessung zu empfangen.
Eine Antenne weist vorzugsweise ein oder mehrere als Signalleiter ausgestaltete Empfangselemente auf. Ein Empfangselement kann ein Koppelelement zwischen in Signalleitern geführten und ungeführten, d. h. in einem Freiraum befindlichen, elektromagnetischen Wellen darstellen. Das Empfangselement ist vorzugsweise dazu ausgebildet, elektromagnetische Wellen im Bereich einer Magnetresonanzfrequenz eines magnetresonanzaktiven Atomkerns zu empfangen. Als hochfrequentes Signal wird dabei beispielsweise eine elektromagnetische Welle mit einer Frequenz zwischen 1 und 500 MHz, vorzugsweise zwischen 10 und 300 MHz angesehen. Das Magnetresonanzsignal üblicher zu untersuchender Atomkerne kann eine geringe Leistung von einigen Mikrowatt bis mehrere Milliwatt aufweisen.
Ein Signalleiter umfasst vorzugsweise einen elektrisch leitenden Draht. Der Draht des Signalleiters kann einen ovalen oder polygonalen Querschnitt aufweisen, welcher geeignet ist, die oben angegebenen Leistungen dauerhaft zu übertragen. Es ist vorstellbar, dass der Signalleiter als eine Leiterbahn auf einer Leiterplatte der ersten Antenneneinheit und/oder der zweiten Antenneneinheit ausgeführt ist. Der Signalleiter kann aus Kupfer bestehen. Es sind aber auch andere elektrisch leitende Metalle, wie z. B. Gold, Silber oder Aluminium, vorstellbar. Vorzugsweise weist eine Antenne bzw. ein Empfangselement zumindest einen Signalleiter auf. Ein Signalleiter einer Antenne kann eine Öffnung schlaufenförmig in einer Ebene der Lokalspule umschließen.
In einer Ausführungsform sind die Antennen der Mehrzahl von Antennen galvanisch voneinander getrennt. Dies kann bedeuten, dass eine galvanische Verbindung oder eine elektrische Verbindung zwischen einer ersten Antenne und einer zweiten Antenne der Lokalspule vermieden wird.
Eine Antenne kann eine elektronische Schaltung aufweisen, welche mit einem Signalleiter der Antenne verbunden ist. Die elektronische Schaltung kann ein elektronisches Bauelement oder einen Zusammenschluss von mehreren elektronischen Bauelementen, wie z. B. Transistoren, Widerständen, Kondensatoren, Dioden, Leiterbahnen und dergleichen, umfassen. Die elektronische Schaltung kann insbesondere eine Schutzschaltung aufweisen, welche dazu geeignet ist, einen Signalleiter gegen eine Überlastung zu schützen. Für die Vermeidung magnetischer Anziehungskräfte, stehender Wellen, Aufheizung und vergleichbarer, unerwünschter Effekte, kann die elektronische Schaltung einen hohen Anteil nicht-magnetischer Materialien sowie entsprechende Mantelwellensperren und/oder Baluns aufweisen. Die elektronische Schaltung weist vorzugsweise eine Leiterplatte (PCB) oder ein vergleichbares Substrat auf, welches dazu geeignet ist, die elektronischen Bauelemente in einer vorbestimmten Position zueinander aufzunehmen.
Es ist vorstellbar, dass die elektronische Schaltung eine Empfangskanal-Elektronik umfasst oder mit dieser elektrisch, z. B. mittels einer Signalleitung, verbunden ist.
Erfindungsgemäß ist die Mehrzahl von Öffnungen so dimensioniert, dass ein Zugang für ein interventionelles Instrument zu einer Hautoberfläche eines Patienten durch jede Öffnung der Mehrzahl von Öffnungen ermöglicht wird.
Ein interventionelles Instrument kann eine beliebige medizinische Vorrichtung darstellen, welche dazu ausgebildet ist, eine Hautoberfläche des Patienten zu öffnen und/oder subkutan in den Körper des Patienten eingeführt zu werden. Beispielsweise kann das interventionelle Instrument ein chirurgisches Besteck, wie z. B. eine Nadel oder ein Messer, darstellen. Es ist jedoch ebenso vorstellbar, dass das interventionelle Instrument eine Nadel, einen Katheter, einen Schlauch, einen Zugang, ein Laparoskop bzw. Endoskop, einen Chirurgie-Roboter, einen Teil eines Chirurgie-Roboters oder dergleichen umfasst.
Die Mehrzahl von Öffnungen kann derart dimensioniert sein, dass zumindest das interventionelle Instrument durch jede Öffnung der Mehrzahl von Öffnungen hindurchführbar ist. Weiterhin können eine oder mehrere Öffnungen der Mehrzahl von Öffnungen dazu dimensioniert sein, eine Halterung oder Befestigung für das interventionelle Instrument aufzunehmen.
Vorzugsweise ist jede Öffnung so dimensioniert, dass eine Beeinträchtigung eines Chirurgen und/oder behandelnden Mediziners durch die Lokalspule, insbesondere durch einen Rand und/oder eine Querschnittsfläche einer Öffnung, vermieden wird. Dies kann beispielsweise erreicht werden, indem jede Öffnung eine Querschnittsfläche von mindestens 64 cm², mindestens 100 cm², mindestens 150 cm² oder bevorzugt mindestens 200 cm² aufweist. In einigen Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Lokalspule kann die Querschnittsfläche jeder Öffnung auch 350 cm², 400 cm² oder mehr betragen.
Weiterhin kann eine Beeinträchtigung eines Chirurgen und/oder behandelnden Mediziners vermieden werden, wenn die Lokalspule möglichst flach ist, also bei anwendungsgemäßer Positionierung an dem Patienten möglichst wenig von einer Hautoberfläche des Patienten absteht oder hervorragt. Vorzugsweise unterschreitet eine Höhe oder Dicke der Lokalspule einen Wert von 2 cm, 1,6 cm, 1 cm oder bevorzugt 0,8 cm. Eine Höhe oder Dicke der Lokalspule kann von einer Magnetfeldstärke einer verwendeten Magnetresonanzvorrichtung abhängen. Bei niedrigeren Magnetfeldstärken zwischen 0,3 und 0,8 Tesla kann die Lokalspule eine niedrigere Dicke, beispielsweise 0,6 bis 1 cm, aufweisen. Bei höheren Magnetfeldstärken zwischen 1,5 und 3 Tesla sollte die Lokalspule aufgrund eines Schutzes des Patienten eine höhere Dicke zwischen 1 cm und 1,6 cm aufweisen.
Die Mehrzahl von Antennen ist derart um die Mehrzahl von Öffnungen angeordnet, dass ein Empfangen von hochfrequenten Signalen entlang einer Bewegungstrajektorie des interventionellen Instruments in dem Patienten ermöglicht wird.
Die Antennen können derart entlang der Hauptoberfläche der Lokalspule angeordnet sein, dass jede Öffnung zumindest entlang eines Umfangsabschnitts von einer Antenne umschlossen ist. Vorzugsweise sind die Antennen oder die Signalleiter der Antennen schlaufenförmig in einer Ebene der Lokalspule angeordnet. Dabei kann jede Öffnung genau von einer Schlaufe einer Antenne eingefasst sein. Es ist jedoch ebenso vorstellbar, dass mehrere Antennen eine Öffnung teilweise oder vollständig in einer Ebene der Lokalspule außenumfänglich umschließen.
Durch das Anordnen der Mehrzahl von Antennen um die Mehrzahl von Öffnungen können auf vorteilhafte Weise Magnetresonanzdaten aus einem Gewebevolumen, welches sich mit einer Bewegungstrajektorie des interventionellen Instruments schneidet, erfasst werden.
Jede Antenne der Mehrzahl von Antennen ist dazu konfiguriert, mit einem dedizierten Empfangskanal verbunden zu werden, um ein separates Auslesen jeder Antenne zu ermöglichen.
Ein Empfangskanal kann durch eine unabhängige elektronische Kette zum Empfangen und Verarbeitenden von Magnetresonanzsignalen einer Antenne charakterisiert sein. Ein Empfangskanal kann Komponenten wie einen Vorverstärker, einen Verstärker, einen Filter, einen Analog-Digital-Wandler, einen Digitalempfänger, einen Mischer, einen Diplexer und/oder eine Demodulations-Einheit aufweisen. Es ist vorstellbar, dass Komponenten eines Empfangskanals nur einer begrenzten Anzahl von Antennen, insbesondere genau einer Antenne, zugeordnet sind. Die begrenzte Anzahl von Antennen kann entsprechend über diesen Empfangskanal ausgelesen werden. Vorzugsweise ist jeder Antenne genau ein Empfangskanal zugeordnet.
In einer weniger bevorzugten Ausführungsform entspricht die Anzahl von Antennen einer doppelten oder einer dreifachen Anzahl von Empfangskanälen, wobei je zwei oder drei Antennen einem dedizierten Empfangskanal zugeordnet sind.
Es ist vorstellbar, dass die Lokalspule Komponenten einer Empfangskanal-Elektronik, wie z. B. dem Vorverstärker, dem Analog-Digital-Wandler, dem Digitalempfänger oder dergleichen, umfasst. Insbesondere können diese Komponenten einen Teil einer für den Empfangskanal erforderlichen Elektronik bilden.
Das Bereitstellen einer Lokalspule mit einer Mehrzahl von Öffnungen ermöglicht eine Bildgebung an mehreren Zugangsstellen des Patienten. Dadurch kann auf vorteilhafte Weise eine Bildgebung einer Mehrzahl von interventionellen Instrumenten ermöglicht werden. Ferner, ermöglicht es die erfindungsgemäße Lokalspule dem Chirurgen oder behandelnden Mediziner in einem Notfall oder bei Bedarf ein interventionelles Instrument auch an einer anderen und/oder weiteren Öffnung der Lokalspule zu positionieren.
In einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Lokalspule ist jede Antenne der Mehrzahl von Antennen mittels einer Signalleitung mit einer Empfangskanal-Elektronik verbunden, wobei die Empfangskanal-Elektronik separat, insbesondere in einem vorbestimmten Abstand, von der Lokalspule angeordnet ist.
Eine Signalleitung kann eine beliebige Leitung umfassen, welche dazu ausgebildet ist, optische und/oder elektrische Signale zu übertragen. Die Signalleitung kann direkt an eine Antenne angeschlossen oder ein Bestandteil einer Antenne sein. Vorzugsweise verbindet die Signalleitung eine Antenne mit der Empfangskanal-Elektronik. Beispielsweise verbindet die Signalleitung eine Antenne mit einem Vorverstärker, einem Analog-Digital-Wandler und/oder einem Digitalempfänger.
Die Signalleitung kann eine Länge von mehr als 10 cm, mehr als 20 cm oder vorzugsweise mehr als 30 cm aufweisen. Die Länge der Signalleitung kann von einer Magnetfeldstärke einer Magnetresonanzvorrichtung abhängen. Beispielsweise kann die Länge der Signalleitung bei Magnetresonanzvorrichtungen mit niedrigen Magnetfeldstärken zwischen 0,3 Tesla und 0,8 Tesla etwa 100 cm betragen. Dagegen kann die Länge der Signalleitung bei Magnetresonanzvorrichtungen mit höheren Magnetfeldstärken zwischen 1,5 Tesla bis 3 Tesla etwa 20 cm bis 40 cm betragen. Die maximale Länge der Signalleitung kann mit höherer Magnetfeldstärke abnehmen. In einer bevorzugten Ausführungsform bestimmt sich die Länge der Signalleitung in Abhängigkeit eines Zehntels einer Wellenlänge von mittels der Signalleitung übertragenen Signalen.
Durch das Anordnen der Empfangskanal-Elektronik in einem vorbestimmten Abstand zu der Lokalspule lässt sich eine Dimension der Lokalspule, insbesondere eine erforderliche Höhe oder Dicke der Lokalspule, auf vorteilhafte Weise reduzieren. Dadurch kann eine Beeinträchtigung eines Chirurgen und/oder behandelnden Mediziners durch die Lokalspule während eines Eingriffs am Patienten auf vorteilhafte Weise verringert oder vermieden werden.
Insbesondere kann durch das Vorsehen der Signalleitung die Empfangskanal-Elektronik in einem vorbestimmten Abstand zu der Lokalspule angeordnet sein, wodurch sich ein Abstehen oder Hervorragen der Empfangskanal-Elektronik von einer Oberfläche der Lokalspule vorteilhaft vermeiden lässt.
In einer weiteren Ausführungsform der erfindungsgemäßen Lokalspule ist eine Empfangskanal-Elektronik gebündelt an einem ersten Abschnitt der Lokalspule angeordnet. Der erste Abschnitt der Lokalspule ist an einer Kante der Lokalspule, insbesondere in einem vorbestimmten Abstand von der Mehrzahl von Öffnungen, angeordnet, wobei ein zweiter Abschnitt der Lokalspule ohne die Empfangskanal-Elektronik flacher ist als der erste Abschnitt der Lokalspule.
Der vorbestimmte Abstand des ersten Abschnitts von einer Öffnung beträgt mehr als 2 cm, mehr als 3 cm, mehr als 4 cm oder vorzugsweise mehr als 5 cm.
Durch das Anordnen der Empfangskanal-Elektronik an dem ersten Abschnitt der Lokalspule kann ein Abstehen oder Hervorragen der Empfangskanal-Elektronik von einer Oberfläche der Lokalspule in einer Nähe zu der Mehrzahl von Öffnungen vermieden werden. Somit lässt sich eine Beeinträchtigung eines Chirurgen und/oder behandelnden Mediziners durch die Empfangskanal-Elektronik während eines Eingriffs am Patienten auf vorteilhafte Weise verringern.
In einer weiteren Ausführungsform der erfindungsgemäßen Lokalspule umfasst die Empfangskanal-Elektronik zumindest einen Vorverstärker, einen Analog-Digital-Wandler und/oder einen Digitalempfänger.
Ein Vorverstärker kann eine erste Komponente eines Empfangskanals darstellen. Der Vorverstärker kann dazu ausgebildet sein, ein von einer Antenne empfangenes Magnetresonanzsignal zu verstärken, bevor es an eine weitere Komponente des Empfangskanals, wie z. B. einen Analog-Digital-Wandler und/oder einen Digitalempfänger, übermittelt wird.
Durch eine separate oder gebündelte Anordnung des Vorverstärkers, des Analog-Digital-Wandler und/oder des Digitalempfängers lässt sich eine Dimension der erfindungsgemäßen Lokalspule derart reduzieren, dass eine Beeinträchtigung eines Chirurgen oder eines behandelnden Mediziners während eines interventionellen Eingriffs, insbesondere an einer Öffnung der Lokalspule, vorteilhaft reduziert werden kann.
In einer bevorzugten Ausführungsform umfasst die erfindungsgemäße Lokalspule eine flexible Trägerstruktur. Die Mehrzahl von Antennen ist mechanisch mit der flexiblen Trägerstruktur verbunden. Die flexible Trägerstruktur ist dazu ausgebildet, einer Oberflächenkontur einer Körperregion eines Patienten nachgeformt zu werden.
Die flexible Trägerstruktur kann ein Teil des Körpers der Lokalspule bilden und/oder mit diesem übereinstimmen. Vorzugsweise ist die flexible Trägerstruktur unter Einsatz eines manuellen Kraftaufwands plastisch oder elastisch verformbar, um ein Anformen der Lokalspule oder der flexiblen Trägerstruktur an die Körperregion des Patienten zu ermöglichen.
Die flexible Trägerstruktur kann aus einem flexiblen Material bestehen. Zu geeigneten flexiblen Materialien zählen insbesondere Kunststoffe, wie z. B. Polyester, Polyurethan, Polyethylen, Polypropylen, Polyvinylchlorid oder dergleichen. In einer bevorzugten Ausführungsform besteht die flexible Trägerstruktur aus einem geschäumten Kunststoff auf Basis von Polyurethan oder Polystyrol. Es ist jedoch ebenso vorstellbar, dass die flexible Trägerstruktur ein natürliches Material oder ein Kompositmaterial aufweist. Beispielweise kann die flexible Trägerstruktur aus einem Biopolymer, Kautschuk, einem Zellulose-basierten Material und/oder mehreren solcher Materialien gefertigt sein.
Vorzugsweise weist die Mehrzahl von Antennen flexible Signalleiter auf, welche mechanisch mit der flexiblen Trägerstruktur verbunden sind. Die Signalleiter können hierfür in eine aus einem flexiblen Material (z. B. Polyimid) gefertigte Leiterbahn eingebettet oder zumindest teilweise freischwebend sein.
Durch das Bereitstellen einer erfindungsgemäßen Lokalspule mit einer flexiblen Trägerstruktur kann ein Anformen der Lokalspule an eine Körperregion des Patienten ermöglicht werden. Dadurch lässt sich ein unerwünschtes Abstehen der Lokalspule von einer Hautoberfläche des Patienten und eine damit einhergehende Beeinträchtigung eines behandelnden Mediziners auf vorteilhafte Weise reduzieren oder vermeiden.
In einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Lokalspule ist die Mehrzahl von Öffnungen derart angeordnet, dass bei anwendungsgemäßer Positionierung der Lokalspule an dem Patienten eine erste Öffnung eine Medianebene des Patienten schneidet und eine zweite Öffnung eine Paramedianebene des Patienten schneidet.
Eine Medianebene des Patienten kann eine Ebene darstellen, welche einen Körper des Patienten mittig in zwei Körperhälften, z. B. eine linke Körperhälfte und eine rechte Körperhälfte, unterteilt. Die Medianebene ist parallel zu einer Sagittalebene des Patienten ausgerichtet.
Eine Paramedianebene kann eine Ebene darstellen, welche parallel zur Medianebene ausgerichtet ist und durch eine der zwei Körperhälften des Patienten verläuft, in welche der Körper des Patienten durch die Medianebene unterteilt ist. Beispielsweise durchläuft die Paramedianebene die linke Körperhälfte des Patienten oder die rechte Körperhälfte des Patienten.
In einer Ausführungsform weist die erfindungsgemäße Lokalspule drei Öffnungen auf, wobei eine dritte Öffnung eine zweite Paramedianebene schneidet.
Es ist vorstellbar, dass die Paramedianebene die linke Körperhälfte des Patienten durchläuft oder schneidet, während die zweite Paramedianebene die rechte Körperhälfte des Patienten durchläuft oder schneidet. Vorzugsweise sind die Paramedianebene und die zweite Paramedianebene parallel nebeneinander angeordnet, sodass ein Schnittpunkt zwischen der Paramedianebene und der zweiten Paramedianebene vermieden wird. Es ist weiterhin vorstellbar, dass die Paramedianebene und die zweite Paramedianebene mit Sagittalebenen des Patienten korrespondieren.
In einer Ausführungsform sind die erste Öffnung, die zweite Öffnung und die dritte Öffnung derart nebeneinander angeordnet, dass Schnittmengen zwischen der ersten Öffnung, der zweiten Öffnung und/oder der dritten Öffnung vermieden werden.
In einer bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Lokalspule sind die erste Öffnung, die zweite Öffnung und die dritte Öffnung bei anwendungsgemäßer Positionierung der Lokalspule an dem Patienten nebeneinander entlang einer Transversalebene des Patienten angeordnet.
Eine Transversaleben kann eine beliebige Ebene darstellen, welche orthogonal zu einer Längsachse des Patienten und/oder einer Sagittalebene des Patienten angeordnet ist und den Körper des Patienten schneidet oder durchläuft.
Es ist vorstellbar, dass die Transversalebene die erste Öffnung, die zweite Öffnung und/oder die dritte Öffnung schneidet. Es ist ebenso vorstellbar, dass die erste Öffnung, die zweite Öffnung und/oder die dritte Öffnung fluchtend miteinander entlang der Transversalebene versetzt sind.
Durch eine erfindungsgemäße Anordnung der Mehrzahl von Öffnungen lässt sich auf vorteilhafte Weise ein Zugang des interventionellen Instruments zu der Hautoberfläche des Patienten von mehreren Seiten und/oder unter verschiedenen Winkeln bereitstellen.
In einer Ausführungsform weist die erfindungsgemäße Lokalspule genau drei Öffnungen auf.
Drei Öffnungen können auf vorteilhafte Weise einen Kompromiss aus einer ausreichenden Abdeckung einer relevanten Körperregion des Patienten mit der Mehrzahl von Antennen und einer Bereitstellung einer ausreichenden Fläche der Öffnungen für den Zugangs des interventionellen Instruments zum Patienten bereitstellen.
Weiterhin lassen sich drei Öffnungen derart an der Lokalspule anordnen, dass auf vorteilhafte Weise ein Zugang zu einer Körpermitte, der linken Körperhälfte sowie der rechten Körperhälfte des Patienten bereitgestellt werden kann.
In einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Lokalspule ermöglicht die erste Öffnung einen Zugang des interventionellen Instruments entlang einer Sagittalebene. Die zweite Öffnung ermöglicht einen Zugang des interventionellen Instruments entlang einer Frontalebene des Patienten.
Eine Frontalebene kann eine Ebene darstellen, welche orthogonal zu einer Sagittalebene und einer Transversalebene angeordnet ist und den Körper des Patienten schneidet.
Vorzugweise ist die erste Öffnung dazu ausgebildet, ein Verkippen des interventionellen Instruments und/oder einer Zugangsrichtung des interventionellen Instruments um etwa 20 bis 160° gegenüber einer Oberfläche des Patienten parallel zu der Sagittalebene zu ermöglichen.
Entsprechend kann die zweite Öffnung dazu ausgebildet sein, ein Verkippen des interventionellen Instruments und/oder der Zugangsrichtung des interventionellen Instruments um etwa 20 bis 160° gegenüber einer Oberfläche des Patienten parallel zu der Frontalebene zu ermöglichen. Dies kann beispielsweise erreicht werden, indem die Lokalspule wie oben beschrieben flach ist (also eine oben beschriebene maximale Höhe unterschreitet) und/oder die erste Öffnung und/oder die zweite Öffnung eine Querschnittsfläche gemäß einer oben beschriebenen Ausführungsform aufweisen.
Eine Zugangsrichtung des interventionellen Instruments ist vorzugsweise auf die Hautoberfläche des Patienten an einer therapeutisch oder chirurgisch relevanten Körperregion bezogen. Die Zugangsrichtung des interventionellen Instruments kann beispielweise durch einen Vektor definiert sein, welcher auf die Hautoberfläche des Patienten an einer Einstichstelle des interventionellen Instruments gerichtet ist und/oder an dieser ansteht. Insbesondere kann die Zugangsrichtung des interventionellen Instruments parallel zu einer Bewegungstrajektorie des interventionellen Instruments ausgerichtet sein und/oder mit dieser übereinstimmen.
Die Mehrzahl von Öffnungen der erfindungsgemäßen Lokalspule bietet einem behandelnden Mediziner vorteilhaft Freiraum, das interventionelle Instrument gegenüber einer orthogonalen Ausrichtung zu der Hautoberfläche des Patienten zu verkippen. Dadurch kann der behandelnde Mediziner auch Körperregionen erreichen, welche oberflächlich von der Lokalspule verdeckt sind, wenn diese anwendungsgemäß an dem Patienten positioniert ist. Ferner ermöglicht es die erfindungsgemäße Lokalspule dem behandelnden Mediziner, das interventionelle Instrument in einem weiten Bereich neu auszurichten bzw. zu verkippen, wenn die geplante Bewegungstrajektorie während des Eingriffs geändert werden muss.
In einer weiteren Ausführungsform der erfindungsgemäßen Lokalspule liegt ein Verhältnis einer von der Mehrzahl von Öffnungen gebildeten Fläche zu einer Hauptoberfläche der Lokalspule in einem Bereich zwischen 0,05 und 0,4, vorzugsweise zwischen 0,08 und 0,35, insbesondere zwischen 0,15 und 0,35.
Die aufgeführten Bereiche für das Verhältnis der von der Mehrzahl von Öffnungen gebildeten Fläche zu der Hauptoberfläche der Lokalspule kann insbesondere für Lokalspulen mit einer Hauptoberfläche von 50 cm x 25 cm, 50 cm x 30 c, 50 cm x 35 cm, aber auch Lokalspule mit einer größeren Hauptoberfläche, gelten. Die angegebene Hauptoberfläche kann sich aus einer Länge und einer Breite der Lokalspule ergeben.
In Abhängigkeit des interventionellen Instruments können die oben genannten Verhältnisse eine ausreichende Dimensionierung der Mehrzahl von Öffnungen bereitstellen, um eine Einschränkung eines behandelnden Mediziners bei einem Eingriff vorteilhaft zu reduzieren oder zu vermeiden.
In einer Ausführungsform weist eine bei anwendungsgemäßer Positionierung der erfindungsgemäßen Lokalspule an dem Patienten dem Patienten zugewandten Seite der Lokalspule eine rutschfeste Oberfläche auf. Die rutschfeste Oberfläche ist dazu ausgebildet, eine unerwünschte Relativbewegung der Lokalspule zu dem Patienten zu vermeiden.
Die rutschfeste Oberfläche kann dazu ausgebildet sein, ein Verrutschen der Lokalspule auf einer Hautoberfläche und/oder einer Kleidung des Patienten zu vermeiden. Beispielsweise kann die rutschfeste Oberfläche ein adhäsives Material aufweisen, welches dazu ausgebildet ist, eine reversible Haftverbindung mit der Hautoberfläche des Patienten und/oder der Kleidung des Patienten auszubilden. Es ist ebenso vorstellbar, dass die rutschfeste Oberfläche eine hohe Rauigkeit aufweist. Dadurch kann ein Reibungskoeffizient zwischen der Lokalspule und der Hautoberfläche des Patienten und/oder der Kleidung des Patienten erhöht werden, wodurch ein Risiko eines Verrutschens der Lokalspule verringert wird.
Beispielsweise kann ein R-Wert der rutschfesten Oberfläche gemäß einer Prüfung nach DIN 51130 einen Wert von 11, 12 oder 13 aufweisen.
Die rutschfeste Oberfläche kann beispielsweise aus einem Material wie Kautschuk oder Silikon bestehen. Es sind jedoch beliebige geeignete Materialien, insbesondere Elastomere, wie z. B. Vulkanisate von Natur- und Synthesekautschuken, vorstellbar.
Durch das Bereitstellen einer rutschfesten Oberfläche lässt sich ein Risiko eines Verrutschens der Lokalspule bzw. eines unerwünschten Verlassens der anwendungsgemäßen Position auf vorteilhafte Weise vermeiden. Dies ist insbesondere bei interventionellen Eingriffen von Vorteil, bei welchen aufgrund eines Eingriffs am Patienten mit einer signifikant erhöhten mechanischen Einwirkung auf die Lokalspule zu rechnen ist.
Die erfindungsgemäße Magnetresonanzvorrichtung weist eine Lokalspule gemäß einer oben beschriebenen Ausführungsform auf. Die Magnetresonanzvorrichtung ist dazu ausgebildet, Magnetresonanzdaten des interventionellen Instruments und eines umliegenden Gewebes mittels der Lokalspule zu erfassen.
Vorzugsweise ist die Lokalspule mittels einer Signalverbindung, insbesondere einer kabelgebundenen oder kabellosen Signalverbindung, mit der Magnetresonanzvorrichtung verbunden. Eine kabelgebundene Signalverbindung kann z. B. als elektrische oder optische Signalleitung ausgestaltet sein. In einer Ausführungsform ist die Signalverbindung zwischen der Lokalspule und der Magnetresonanzvorrichtung als eine elektrische Anschlussleitung ausgebildet. Eine solche elektrische Anschlussleitung kann z. B. ein Koaxialkabel sein, welches eine Abschirmung aufweist, um elektromagnetische Einstreuung aus der Umgebung zu vermeiden. Insbesondere weist die Magnetresonanzvorrichtung einen dedizierten Empfangskanal für jede Antenne der Lokalspule auf.
Die Mehrzahl von Antennen der Lokalspule kann mittels einer Signalverbindung, insbesondere einer kabelgebundenen und/oder einer kabellosen Signalverbindung, mit den Empfangskanälen der Magnetresonanzvorrichtung verbunden sein. Ein Empfangskanal kann beispielsweise einen Vorverstärker, einen Analog-Digital-Wandler und einen Digitalempfänger, aber auch weitere der oben beschriebenen Komponenten, umfassen.
Jede Empfangskanal kann mit einer Recheneinheit und/oder einer Steuereinheit der Magnetresonanzvorrichtung verbunden sein. Die Recheneinheit und/oder Steuereinheit sind vorzugsweise dazu ausgebildet, in Abhängigkeit von Signalen der Mehrzahl von Antennen Magnetresonanzbilder des Untersuchungsobjekts zu erstellen. Es ist weiterhin vorstellbar, dass die Recheneinheit dazu ausgebildet ist, Magnetresonanzbilder des interventionellen Instruments und/oder eines umliegenden Körpervolumens auf Basis der Signale der Mehrzahl von Antennen zu erstellen.
Durch die erfindungsgemäße Magnetresonanzvorrichtung lässt sich eine Bewegungstrajektorie eines interventionellen Instruments mit geringer Einschränkung eines behandelnden Mediziners mittels Magnetresonanztomografie darstellen. Insbesondere lässt sich mittels der erfindungsgemäßen Magnetresonanzvorrichtung auf vorteilhafte Weise eine ausreichende Abdeckung einer relevanten Körperregion eines Patienten mit Antennen sowie ein ausreichend dimensionierter Zugang zu einer Hautoberfläche des Patienten für ein interventionelles Instrument bereitstellen. Die erfindungsgemäße Magnetresonanzvorrichtung teilt die Vorteile der erfindungsgemäßen Lokalspule.
In einer weiteren Ausführungsform umfasst die erfindungsgemä-ße Magnetresonanzvorrichtung eine zweite Lokalspule. Die Lokalspule ist in einer anwendungsgemäßen relativen Position zu einem Patienten an einer ventralen Seite oder einer dorsalen Seite des Patienten angeordnet, wobei die zweite Lokalspule in einer anwendungsgemäßen relativen Position zu dem Patienten an einer der Lokalspule gegenüberliegenden Seite des Patienten angeordnet ist.
Durch das Vorsehen einer zweiten Lokalspule, welche auf einer der Lokalspule gegenüberliegenden Seite des Patienten angeordnet ist, lässt sich ein Signal-zu-Rausch Verhältnis von erfassten Magnetresonanzsignalen einer axialen Schicht eines Patienten erhöhen. Insbesondere können Bilddaten des interventionellen Instruments vorteilhaft aus beliebigen Positionen der axialen Schicht erfasst werden.
Weitere Vorteile und Einzelheiten ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen in Verbindung mit den Zeichnungen. Es zeigen in Prinzipdarstellung:

1 eine mögliche Ausführungsform einer erfindungsgemä-ßen Magnetresonanzvorrichtung,
2 eine mögliche Ausführungsform einer erfindungsgemä-ßen Lokalspule,
3 eine mögliche Ausführungsform einer erfindungsgemä-ßen Lokalspule,
4 eine mögliche Ausführungsform einer erfindungsgemä-ßen Lokalspule,
5 eine mögliche Ausführungsform einer erfindungsgemä-ßen Lokalspule,
6 eine mögliche Ausführungsform einer erfindungsgemä-ßen Lokalspule,
7 eine mögliche Ausführungsform eines Teils einer erfindungsgemäßen Magnetresonanzvorrichtung,
8 eine mögliche Ausführungsform eines Teils einer erfindungsgemäßen Magnetresonanzvorrichtung.

In 1 ist eine mögliche Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Magnetresonanzvorrichtung 10 mit einer erfindungsgemäßen Lokalspule 26 schematisch dargestellt. Die Magnetresonanzvorrichtung 10 umfasst eine Magneteinheit 11, welche z. B. einen Permanentmagneten, einen Elektromagneten oder einen supraleitenden Hauptmagneten 12 zur Erzeugung eines starken und insbesondere homogenen Grundmagnetfelds 13 (B0-Magnetfeld) aufweist. Zudem umfasst die Magnetresonanzvorrichtung 10 einen Patientenaufnahmebereich 14 zu einer Aufnahme eines Untersuchungsobjekts 15, insbesondere eines Patienten 15. Der Patientenaufnahmebereich 14 ist in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel zylinderförmig ausgebildet und in einer Umfangsrichtung von der Magneteinheit 11 umgeben. Grundsätzlich sind jedoch auch von diesem Beispiel abweichende Ausgestaltungen des Patientenaufnahmebereichs 14 vorstellbar.
Der Patient 15 kann mittels eines Patientenpositionierungssystems 16 der Magnetresonanzvorrichtung 10 in dem Patientenaufnahmebereich 14 positioniert werden. Das Patientenpositionierungssystem 16 weist hierfür einen innerhalb des Patientenaufnahmebereichs 14 bewegbar ausgestalteten Patiententisch 17 auf. Abweichend von dem gezeigten Patiententisch 17 kann die Magnetresonanzvorrichtung selbstverständlich auch alternative Patientenlagerungsvorrichtungen, wie z. B. eine Patientenliege, einen Patientenstuhl, eine Patientencouch oder dergleichen, aufweisen.
Die Magneteinheit 11 weist weiterhin eine Gradientenspule 18 zum Erzeugen von magnetischen Gradientenfeldern auf, welche für eine Ortskodierung während einer Magnetresonanzuntersuchung verwendet wird. Die Gradientenspule 18 wird mittels einer Gradientensteuereinheit 19 der Magnetresonanzvorrichtung 10 angesteuert. Die Magneteinheit 11 kann weiterhin eine Hochfrequenzantenne umfassen, welche im vorliegenden Ausführungsbeispiel als fest in die Magnetresonanzvorrichtung 10 integrierte Körperspule 20 ausgebildet ist. Die Körperspule 20 ist zu einer Anregung von Atomkernen ausgelegt, die sich in dem von dem Hauptmagneten 12 erzeugten Grundmagnetfeld 13 befinden. Die Körperspule 20 wird von einer Hochfrequenzeinheit 21 der Magnetresonanzvorrichtung 10 angesteuert und strahlt hochfrequente Signale in einen Untersuchungsraum ein, der im Wesentlichen von einem Patientenaufnahmebereich 14 der Magnetresonanzvorrichtung 10 gebildet ist. Die Körperspule 20 kann weiterhin auch zu einem Empfangen von Magnetresonanzsignalen ausgebildet sein.
Für eine Steuerung des Hauptmagneten 12, der Gradientensteuereinheit 19 und der Hochfrequenzeinheit 21 weist die Magnetresonanzvorrichtung 10 eine Steuereinheit 22 auf. Die Steuereinheit 22 ist dazu ausgebildet eine Durchführung einer Sequenz, wie z. B. einer bildgebenden Gradientenechosequenz, einer TSE-Sequenz oder einer UTE-Sequenz, zu steuern. Zudem umfasst die Steuereinheit 22 eine Recheneinheit 28 zu einer Auswertung von digitalisierten Magnetresonanzsignalen, welche während der Magnetresonanzuntersuchung erfasst werden. Die Recheneinheit 28 kann ebenso dazu ausgebildet sein, Rekonstruktionsmethoden einzusetzen, um Bilddaten aus reduzierten Mengen von k-Raum Daten bei Einsatz von parallelen Bildgebungsverfahren zu rekonstruieren.
Des Weiteren umfasst die Magnetresonanzvorrichtung 10 eine Benutzerschnittstelle 23, welche eine Signalverbindung mit der Steuereinheit 22 aufweist. Steuerinformationen, wie beispielsweise Bildgebungsparameter und rekonstruierte Magnetresonanzbilder, können auf einer Anzeigeeinheit 24, beispielsweise auf zumindest einem Monitor, der Benutzerschnittstelle 23 für einen Nutzer angezeigt werden. Weiterhin weist die Benutzerschnittstelle 23 eine Eingabeeinheit 25 auf, mittels der Parameter einer Magnetresonanzuntersuchung von dem Nutzer eingegeben werden können.
Ferner weist die Magnetresonanzvorrichtung 10 eine erfindungsgemäße Lokalspule 26 auf, welche in dem in 1 gezeigten Beispiel in einer anwendungsgemäßen Position an einer abdominalen Region des Patienten 15 positioniert ist (vgl. 3) und Magnetresonanzsignale von Kernspinresonanzen aus einem Volumen der abdominalen Region an die Magnetresonanzvorrichtung 10 überträgt. Die Lokalspule 26 ist vorzugsweise mit einer elektrischen Anschlussleitung 27 verbunden, welche eine Signalverbindung mit der Hochfrequenzeinheit 21, aber auch der Steuereinheit 22, bereitstellt. Ebenso wie die Körperspule 20 kann auch die Lokalspule 26 zu einer Anregung von Atomkernen und zu einem Empfangen von Magnetresonanzsignalen ausgebildet sein. Hierfür kann die Lokalspule 26 beispielweise eine Sendeeinheit (nicht gezeigt) aufweisen, welche zum Aussenden von hochfrequenten Signalen von der Hochfrequenzeinheit 21 angesteuert wird. Vorzugsweise umschließt die Lokalspule 26 die abdominale Region des Patienten 15 außenumfänglich entlang einer Längserstreckung des Patienten 15 zumindest teilweise. Die Lokalspule 26 kann weiterhin ein Halteelement bzw. ein Befestigungselement aufweisen (nicht gezeigt), welches dazu ausgebildet ist, die Lokalspule 26 in einer anwendungsgemäßen relativen Position zu dem Patienten 15 zu halten oder zu fixieren. Ein solches Befestigungselement kann beispielsweise als ein Gurt, ein Klettverschluss, eine Schnalle, ein elastisches Band, ein Klemmverschluss, ein Rastelement oder dergleichen ausgebildet sein.
Die dargestellte Magnetresonanzvorrichtung 10 kann selbstverständlich weitere Komponenten umfassen, welche Magnetresonanzvorrichtungen üblicherweise aufweisen. Es ist ebenso vorstellbar, dass die Magnetresonanzvorrichtung 10 statt des zylinderförmigen Aufbaus einen C-förmigen, einen dreieckigen oder einen asymmetrischen Aufbau der Magnetfeld-erzeugenden Komponenten aufweist.
In 2 ist eine Ausführungsform der erfindungsgemäßen Lokalspule 26 dargestellt. Die Lokalspule 26 weist vorliegend drei Öffnungen 31a, 31b und 31c (31a-c) auf, welche entlang einer Hauptoberfläche 36 des Körpers 37 der Lokalspule 26 angeordnet sind. Jede der Öffnungen 31a-c wird im gezeigten Beispiel von einer Antenne 30a, 30b oder 30c (30a-c) umschlossen, sodass ein Empfangen von hochfrequenten Signalen entlang einer Bewegungstrajektorie eines interventionellen Instruments (siehe 5 und 6), welches durch eine der mehreren Öffnungen 31a-c geführt ist, ermöglicht wird.
In der in 2 gezeigten Ausführungsform ist eine Empfangskanal-Elektronik 33 separat von der Lokalspule 26 angeordnet. Die Empfangskanal-Elektronik 33 kann insbesondere einen Vorverstärker, einen Analog-Digital-Wandler und/oder einen Digitalempfänger umfassen. Vorzugsweise umfasst die Empfangskanal-Elektronik 33 zumindest einen dedizierten Vorverstärker für jede Antenne 30a-c. Es ist vorstellbar, dass weitere Komponenten des Empfangskanals, wie z. B. der Analog-Digital-Wandler und/oder der Digitalempfänger, an der Hochfrequenzeinheit 21 angeordnet oder in diese integriert sind. Die Lokalspule ist vorliegend von der Empfangs-Elektronik 33 separiert oder beabstandet. Die mehreren Antennen 30a-c sind hierfür mittels der Signalleitung 32 elektrisch mit der Empfangskanal-Elektronik 33 verbunden. Die Empfangskanal-Elektronik 33 ist mittels der elektrischen Anschlussleitung 27 mit der Hochfrequenzeinheit verbunden.
In der in 3 gezeigten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Lokalspule 26 ist die Empfangskanal-Elektronik 33 an einer Kante des Körpers 37 der Lokalspule 26 angeordnet. Die Empfangskanal-Elektronik 33 ist insbesondere separat von den Öffnungen 31a-c angeordnet, um eine Beeinträchtigung eines behandelnden Mediziners während eines interventionellen Eingriffs durch eine oder mehrere der Öffnungen 31a-c zu reduzieren oder zu vermeiden. Die Empfangskanal-Elektronik 33 kann insbesondere in einem Abstand von mehreren Zentimetern, z. B. an einer den Öffnungen 31 gegenüberliegenden Seite oder Kante der Lokalspule 26, angeordnet sein. Es ist weiterhin vorstellbar, dass eine Höhe oder Dicke des Körpers 37 der Lokalspule 26 an einem Abschnitt mit den Öffnungen 31a-c geringer ist als an einem Abschnitt mit der Empfangskanal-Elektronik 33.
4 zeigt eine erfindungsgemäße Lokalspule 26, welche in einer anwendungsgemäßen Position an der abdominalen Region des Patienten 15 angeordnet ist. Abweichend von der Darstellung in 4 kann die erfindungsgemäße Lokalspule 26 selbstverständlich dazu ausgebildet sein, in einer anwendungsgemäßen Position an einer Kopfregion, einem Oberkörper, einer Brustregion, einer Beckenregion, einer Hüftregion, aber auch einer Schulterregion, einer Armregion oder einer Beinregion des Patienten 15 angeordnet zu werden.
In dem vorliegenden Beispiel sind die Öffnungen 31a-c derart angeordnet, dass bei anwendungsgemäßer Positionierung der Lokalspule 26 an dem Patienten 15 die Öffnung 31b die Medianebene 52 des Patienten 15 schneidet. Gleichermaßen schneidet die Öffnung 31a die Paramedianebene 53a und die Öffnung 31c die Paramedianebene 53b des Patienten 15. Eine derartige Anordnung der Öffnungen 31a-c ermöglicht den Zugang eines interventionellen Instruments durch die Öffnungen 31a-c der Lokalspule 26 zu einer Körpermitte, aber auch zu einer linken Körperhälfte und zu einer rechten Körperhälfte, des Patienten 15.
Vorzugsweise sind die Öffnungen 31a-c, wie in 4 gezeigt, bei anwendungsgemäßer Positionierung der Lokalspule 26 entlang der Transversalebene 51 des Patienten 15 angeordnet.
In einer Ausführungsform weist die Lokalspule 26 genau drei Öffnungen 31a-c auf. Es sind jedoch auch Ausführungsformen mit vier, fünf, sechs oder mehr Öffnungen 31 vorstellbar.
5 zeigt eine weitere Ausführungsform der erfindungsgemä-ßen Lokalspule 26. In der vorliegenden Abbildung wird der Patient 15 beispielhaft durch ein Phantom simuliert, welches einen abdominalen Körperbereich des Patienten 15 nachstellt. Das Phantom hat eine Breite von 37 cm und eine Höhe von 27 cm.
Wie in 5 gezeigt, ermöglicht die Öffnung 31b einen Zugang des interventionellen Instruments entlang der Sagittalebene 50 oder Medianebene 52 des Patienten 15. Die Öffnung 31b ist insbesondere derart beschaffen, dass ein Verkippen des interventionellen Instruments um einen Winkel α parallel zu der Sagittalebene 50 ermöglicht wird, ohne den behandelnden Mediziner wesentlich zu beeinträchtigen. Hierfür kann die Öffnung 31b insbesondere eine Querschnittsfläche von 10 cm x 10 cm, 15 cm x 15 cm oder 20 cm x 20 cm aufweisen. Selbstverständlich kann die Öffnung 31b auch einen polygonalen oder ovalen Querschnitt aufweisen. In diesem Fall hat die Öffnung 31b vorzugsweise eine Querschnittsfläche in einem Bereich zwischen 100 cm² und 400 cm².
Selbstverständlich kann die Öffnung 31b auch ein vergleichbares Verkippen des interventionellen Instruments entlang einer Transversalebene 51 (nicht gezeigt), welche einen Zugangspunkt des interventionellen Instruments auf der Hautoberfläche des Patienten 15 schneidet, ermöglichen.
Eine Orientierung und eine Zugangsrichtung des interventionellen Instruments werden in den 5 und 6 vereinfachend mittels der Pfeile 40 angedeutet.
Die Öffnung 31c ermöglicht einen Zugang des interventionellen Instruments entlang der Frontalebene 54 des Patienten 15. Die Öffnung 31c kann gemäß einer oben beschriebenen Ausführungsform derart beschaffen sein, dass ein Verkippen des interventionellen Instruments um einen Winkel β parallel zu der Frontalebene 54 ermöglicht wird, ohne den behandelnden Mediziner bei einem Eingriff wesentlich zu beeinträchtigen.
Selbstverständlich kann die Öffnung 31c auch ein vergleichbares Verkippen des interventionellen Instruments entlang einer Transversalebene 51 (nicht gezeigt), welche einen Zugangspunkt des interventionellen Instruments auf der Hautoberfläche des Patienten 15 schneidet, ermöglichen.
Eine Orientierung und eine Zugangsrichtung des interventionellen Instruments werden in den 5 und 6 vereinfachend mittels der Pfeile 40 angedeutet.
Die Öffnungen 31b und 31c sind vorzugsweise so beschaffen, dass sich das interventionelle Instrument um einen Winkel α und β zwischen 20° und 160° gegenüber der Oberfläche des Patienten 15 verkippen lässt.
Vorzugsweise ermöglicht auch die Öffnung 31a einen Zugang des interventionellen Instruments entlang der Frontalebene 54 des Patienten 15. Die Öffnung 31a kann gemäß einer oben beschriebenen Ausführungsform derart beschaffen sein, dass ein Verkippen des interventionellen Instruments um einen Winkel parallel zu der Frontalebene 54 ermöglicht wird, ohne den behandelnden Mediziner bei einem Eingriff wesentlich zu beeinträchtigen.
In 6 ist eine simulierte Signal-zu-Rausch Verteilung der erfindungsgemäßen Lokalspule 26 an dem in 5 gezeigten Phantom dargestellt. Die Lokalspule 26 ermöglicht ein hohes Signal-zu-Rausch Verhältnis entlang der durch die Pfeile 40 angedeuteten Bewegungstrajektorien eines interventionellen Instruments. Selbstverständlich kann die angedeutete Bewegungstrajektorie bei Bedarf von einer der gezeigten Bewegungstrajektorien abweichen.
Die Darstellung in 6 zeigt, dass die erfindungsgemäße Lokalspule trotz der Mehrzahl von Öffnungen 31 (siehe 5) und einer damit einhergehenden Reduktion der mit Antennen 30 abgedeckten Oberfläche des Patienten 15 oder Phantoms ein hohes Signal-zu-Rauschverhältnis, insbesondere entlang der Bewegungstrajektorie des interventionellen Instruments und/oder eines Einstichpunkts, bereitstellt.
Da die Lokalspule 26 vorliegend an einer ventralen Seite des Patienten 15 oder Phantoms angeordnet ist, kann es ein Volumen 41 geben, welches aufgrund seines Abstands zu der Mehrzahl von Antennen 30 ein relativ niedriges Signal-zu-Rausch Verhältnis (SNR) aufweist.
7 zeigt eine Lokalspule 26b, welche an einer der Lokalspule 26a gegenüberliegenden Seite des Patienten 15 oder Phantoms angeordnet ist. Beispielsweise kann die Lokalspule 26b an einem Rücken oder an einer Rückseite des Patienten 15 angeordnet sein. Es ist vorstellbar, dass die Lokalspule 26b als eine konventionelle Lokalspule ausgestaltet ist.
Durch die gezeigte Kombination der Lokalspule 26a und einer Lokalspule 26b lässt sich auf vorteilhafte Weise ein hohes Signal-zu-Rauschverhältnis über eine transversale Schicht eines Patienten 15 bereitstellen. 8 zeigt, dass ein Volumen 41 mit niedrigem Signal-zu-Rausch Verhältnis (siehe 6) vermieden werden kann, indem die Lokalspule 26a mit einer zweiten Lokalspule 26b wie in 7 gezeigt kombiniert wird.
Obwohl die Erfindung im Detail durch die bevorzugten Ausführungsbeispiele näher illustriert und beschrieben wurde, so ist die Erfindung dennoch nicht durch die offenbarten Beispiele eingeschränkt und andere Variationen können vom Fachmann hieraus abgeleitet werden, ohne den Schutzumfang der Erfindung zu verlassen.

Claims

Lokalspule (26) für eine Magnetresonanzvorrichtung (10), umfassend eine Mehrzahl von Antennen (30) und eine Mehrzahl von Öffnungen (31), welche durch einen Körper der Lokalspule (26) hindurchführen, wobei die Mehrzahl von Antennen (30) dazu ausgebildet ist, hochfrequente Signale in einem Frequenz- und Leistungsbereich einer Magnetresonanzmessung zu empfangen und wobei die Mehrzahl von Öffnungen (31) so dimensioniert ist, dass ein Zugang für ein interventionelles Instrument zu einer Hautoberfläche eines Patienten (15) durch jede Öffnung (31) der Mehrzahl von Öffnungen (31) ermöglicht wird, wobei die Mehrzahl von Antennen (30) derart um die Mehrzahl von Öffnungen (31) angeordnet ist, dass ein Empfangen von hochfrequenten Signalen entlang einer Bewegungstrajektorie des interventionellen Instruments in dem Patienten (15) ermöglicht wird, und wobei jede Antenne (30) der Mehrzahl von Antennen (30) dazu konfiguriert ist, mit einem dedizierten Empfangskanal verbunden zu werden, um ein separates Auslesen jeder Antenne (30) zu ermöglichen.
Lokalspule (26) nach Anspruch 1, wobei jede Antenne (30) der Mehrzahl von Antennen (30) mittels einer Signalleitung (32) mit einer Empfangskanal-Elektronik (33) verbunden ist und wobei die Empfangskanal-Elektronik (33) separat, insbesondere in einem vorbestimmten Abstand, von der Lokalspule (26) angeordnet ist.
Lokalspule (26) nach Anspruch 1, wobei eine Empfangskanal-Elektronik (33) gebündelt an einem ersten Abschnitt der Lokalspule (26) angeordnet ist, wobei der erste Abschnitt der Lokalspule (26) an einer Kante der Lokalspule (26), insbesondere in einem vorbestimmten Abstand von der Mehrzahl von Öffnungen (31), angeordnet ist und wobei ein zweiter Abschnitt der Lokalspule (26) ohne die Empfangskanal-Elektronik (33) flacher ist als der erste Abschnitt der Lokalspule (26).
Lokalspule (26) nach einem der Ansprüche 2 oder 3, wobei die Empfangskanal-Elektronik (33) zumindest einen Vorverstärker, einen Analog-Digital-Wandler und/oder einen Digitalempfänger umfasst.
Lokalspule (26) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, umfassend eine flexible Trägerstruktur, wobei die Mehrzahl von Antennen (30) mechanisch mit der flexiblen Trägerstruktur verbunden ist, welche dazu ausgebildet ist, einer Oberflächenkontur einer Körperregion eines Patienten (15) nachgeformt zu werden.
Lokalspule (26) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Mehrzahl von Öffnungen (31) derart angeordnet ist, dass bei anwendungsgemäßer Positionierung der Lokalspule (26) an dem Patienten (15) eine erste Öffnung (31) eine Medianebene (52) des Patienten (15) schneidet und eine zweite Öffnung (31) eine Paramedianebene (53) des Patienten (15) schneidet.
Lokalspule (26) nach Anspruch 6, wobei die Lokalspule (26) drei Öffnungen (31) aufweist, wobei eine dritte Öffnung (31) eine zweite Paramedianebene (53) schneidet.
Lokalspule (26) nach Anspruch 7, wobei die erste Öffnung (31), die zweite Öffnung (31) und die dritte Öffnung (31) bei anwendungsgemäßer Positionierung der Lokalspule (26) an dem Patienten (15) nebeneinander entlang einer Transversalebene (51) des Patienten (15) angeordnet sind.
Lokalspule (26) nach einem der Ansprüche 6 bis 8, wobei die erste Öffnung (31) einen Zugang des interventionellen Instruments entlang einer Sagittalebene (50) ermöglicht und wobei die zweite Öffnung (31) einen Zugang des interventionellen Instruments entlang einer Frontalebene (54) des Patienten (15) ermöglicht.
Lokalspule (26) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei ein Verhältnis einer von der Mehrzahl von Öffnungen (31) gebildeten Fläche zu einer Hauptoberfläche (36) der Lokalspule (26) in einem Bereich zwischen 0,05 und 0,4, vorzugsweise zwischen 0,08 und 0,35, insbesondere zwischen 0,15 und 0,35, liegt.
Lokalspule (26) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei eine bei anwendungsgemäßer Positionierung der Lokalspule (26) an dem Patienten (15) dem Patienten (15) zugewandten Seite der Lokalspule (26) eine rutschfeste Oberfläche aufweist, welche dazu ausgebildet ist, eine unerwünschte Relativbewegung der Lokalspule (26) zu dem Patienten (15) zu vermeiden.
Magnetresonanzvorrichtung (10), aufweisend eine Lokalspule (26) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Magnetresonanzvorrichtung (10) dazu ausgebildet ist, Magnetresonanzdaten des interventionellen Instruments und eines umliegenden Gewebes mittels der Lokalspule (26) zu erfassen.
Magnetresonanzvorrichtung (10) nach Anspruch 12, umfassend eine zweite Lokalspule (26), wobei die Lokalspule (26) in einer anwendungsgemäßen relativen Position zu einem Patienten (15) an einer ventralen Seite oder einer dorsalen Seite des Patienten (15) angeordnet ist und wobei die zweite Lokalspule (26) in einer anwendungsgemäßen relativen Position zu dem Patienten (15) an einer der Lokalspule (26) gegenüberliegenden Seite des Patienten (15) angeordnet ist.