DE3807178A1

DE3807178A1 - Magnetresonanz-bildgeraet

Info

Publication number: DE3807178A1
Application number: DE3807178A
Authority: DE
Inventors: Kazuto Nakabayashi
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1987-03-06
Filing date: 1988-03-04
Publication date: 1988-09-29
Anticipated expiration: 2008-03-05
Also published as: DE3807178C2; US5028872A; JPS63216553A

Description

Die Erfindung betrifft ein Magnetresonanz-Bildsystem (MRI- System) mit einer Selbstabschirmung zum Abschirmen einer elektromagnetischen Störwelle, die innerhalb des Untersuchungsraumes eines statischen homogenen Magnetfeldes erzeugt wird, während sich in diesem ein Untersuchungsobjekt (Patient) zur Untersuchung befindet.

Bei einem Magnetresonanz-Bildsystem werden durch das Unter suchungsobjekt oder den Patienten durch Anregung mittels eines Magnetfeldes und eines Radiofrequenzimpulses erzeugte Magnetresonanzsignale gleichzeitig aus einer gesamten Ebene gesammelt und ein MRI-Bild auf der Grundlage dieser Signale rekonstruiert. Das Magnetresonanzsignal ist sehr schwach. Aus diesem Grund ist es erforderlich zu verhindern, daß das Magnetresonanzsignal mit einer elektromagnetischen Stör welle gemischt wird.

Zu diesem Zweck wird das Magnetresonanz-Bildsystem in einem abgeschirmten Raum installiert, um eine Abschirmung gegen über elektromagnetischen Störwellen zu erreichen. Das Ma gnetresonanzsignal ist somit gegenüber den elektromagneti schen Störwellen abgeschirmt.

Das Bildsystem enthält jedoch eine Liege, auf der ein Pa tient liegt. Deshalb ist ein großer Abschirmraum mit ver hältnismäßig großem Platzbedarf erforderlich. Um einen aus reichenden Abschirmeffekt zu erzielen, sind hohe Konstruk tionskosten für den Abschirmraum erforderlich.

Die japanische Offenlegungsschrift (Kokai) Nr. 59-77 348 of fenbart die im folgenden beschriebene RF-Selbstabschirmung (RF = Radiofrequenz). Die Selbstabschirmung enthält ein leitendes Element, das in einem Gehäuse des Bildsystems an geordnet ist und ein leitendes Gehäuse zum Bedecken eines Teils des Patienten, der sich aus dem leitenden, tunnel förmigen Element nach außen erstreckt.

Der Untersuchungsraum im Gehäuse ist jedoch zylindrisch und das Innere des leitenden Gehäuses ist als länglicher Raum ausgebildet. Aus diesem Grund kann ein Patient im Untersu chungsraum nahezu kein Außenlicht empfangen und auch die Luftzufuhr von außen ist begrenzt. Der Patient leidet des halb in diesem Gehäuse unter einem beklemmenden Gefühl. Insbesondere wenn der Patient krank ist, beeinträchtigt dieses Gefühl der Beklemmung in hohem Maße seine Gesund heit. Außerdem muß das leitende Gehäuse eine mit einem Deckel versehene Öffnung aufweisen, durch die der Patient in das Gehäuse gelangen kann. Dies führt zu einem sehr großen Gehäuse.

Des weiteren weist die bekannte Selbstabschirmung die fol genden Mängel auf.

Die X-Gradientenspulen, Y-Gradientenspulen und Z-Gradien tenspulen (3-1, 3-2, 3-3 in Fig. 1B) sind innerhalb der Spule 2 für das statische Magnetfeld konzentrisch einander überlagert und vorzugsweise so ausgebildet, daß sie wenig stens einen Teil des Untersuchungsobjektes aufnehmen. Die RF-Sende/Empfangs-Spule (4, in Fig. 1 und 1B) ist ebenfalls von üblicher Gestalt und so ausgebildet, daß das RF-Magnet feld senkrecht zum statischen Magnetfeld verläuft. Das lei tende Element ist in der Nähe der Gradientenspule angeord net. Manchmal wird durch die Gradientenfeldimpulse aus der Spule in dem leitenden Element ein Wirbelstrom erzeugt. Durch den Wirbelstrom im leitenden Element wird ein Magnet feld erzeugt. Dieses Magnetfeld ist schädlich für die Empfangscharakteristik der Empfängerspule zur Aufnahme des Magnetresonanzsignals. Die Folge ist ein Qualitätsverlust beim Magnetresonanz-Bild. Darüber hinaus kann die Frequenz des durch das leitende Element fließenden Stromes auf das Magnetresonanzsignal abgestimmt sein. Die Folge ist dann, daß zwischen der Empfängerspule und dem leitenden Element eine magnetische Kupplung auftritt. Damit tritt aus dem leitenden Element eine elektrische Welle aus, die zur Emp fängerspule gelangt. Auch aus diesem Grund kann das Ma gnetresonanzsignal nicht sauber empfangen werden und das Bild ist in der Qualität herabgesetzt.

Aufgabe dieser Erfindung ist es, ein Magnetresonanz-Bildge rät verfügbar zu machen, das eine kompakte Selbstabschir mung zum Abschirmen von elektromagnetischen Störwellen be sitzt, um zu gewährleisten, daß das Magnetresonanz-Bild exakt gebildet werden kann und gleichzeitig beim Patienten das Beklemmungsgefühl auf ein Minimum herabgesetzt wird.

Außerdem soll ein Magnetresonanz-Bildgerät verfügbar ge macht werden, mit dem Wirbelströme und eine magnetische Kopplung, die in einer Selbstabschirmung erzeugt werden, verhindert werden können.

Die Erfindung ist durch die Merkmale des Anspruchs 1 ge kennzeichnet. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind den übrigen Ansprüchen zu entnehmen.

Bei dem erfindungsgemäßen Magnetresonanz-Bildsystem bedeckt ein Hilfsabschirmelement nur den gewünschten Bereich eines Patienten. Aus diesem Grund kann der Patient ausreichend mit Licht von außen versorgt werden, und das Beklemmungsge fühl kann weitgehend beseitigt werden. Da das Hilfsab schirmelement nur den gewünschten Bereich des Patienten be deckt, ist es nicht erforderlich, dieses Element wie beim bekannten System tunnelförmig auszubilden, es kann vielmehr kompakt ausgebildet werden.

Das Hilfsabschirmelement enthält ein Deckelabschirmelement, das abnehmbar an einem Hauptabschirmelement angebracht ist und ein Hüllabschirmelement, das einen aus dem Hauptab schirmelement herausragenden Teil bedeckt. Wenn die In tensität einer elektromagnetischen Störwelle relativ nied rig ist, genügt es, diese nur durch das Hauptabschirmele ment abzuschirmen. Ist die Intensität der elektromagneti schen Welle relativ hoch, dann braucht nur das Deckelab schirmelement des Hilfsabschirmelements am Hauptabschirm element befestigt zu werden. Ist die Intensität der elek tromagnetischen Störwelle sehr hoch, dann braucht das Hüll abschirmelement des Hilfsabschirmelements nur den Teil des Patienten zu bedecken, der aus dem Hauptabschirmelement herausragt. So kann verhindert werden, daß sich das Ma gnetresonanzsignal elektromagnetisch mit der elektromagne tischen Störwelle mischt und es kann ein exaktes Magnetre sonanz-Bild rekonstruiert werden.

Das Hauptabschirmelement kann eine Vielzahl von Abschirm segmenten aus leitendem Material und Isolierteilen enthalten, die zwischen benachbarte Abschirmsegmente eingesetzt sind. Damit kann vermieden werden, daß im Hauptabschirmelement Wirbelströme erzeugt werden. Das Hauptabschirmelement kann eine Vielzahl von Abschirmsegmen ten aus leitendem Material und Kondensatoren enthalten, die zwischen benachbarte Abschirmsegmente eingefügt sind. Damit kann die Entstehung einer magnetischen Kopplung zwischen dem Hauptabschirmelement und einer Radiofrequenzspule ver hindert werden.

Die Erfindung wird durch Ausführungsbeispiele anhand von 5 Figuren näher erläutert. Es zeigen

Fig. 1 eine perspektivische Ansicht eines Magnetresonanz-Bildsystems gemäß dieser Erfindung;

Fig. 1A eine Ansicht, die ein Abschirm element von Fig. 1 darstellt;

Fig. 1B eine perspektivische Ansicht zur Veranschaulichung der Anordnung des in Fig. 1 gezeigten Magnetre sonanz-Bildsystems;

Fig. 2 eine perspektivische Ansicht eines Abschirmelementes gemäß einer ersten Modifikation dieser Erfindung;

Fig. 2A eine perspektivische Ansicht der Modifikation des Abschirmelemen tes nach Fig. 2;

Fig. 3 eine perspektivische Ansicht eines Abschirmelementes gemäß einer zweiten Modifikation dieser Erfindung;

Fig. 3A ein Schaltungsdiagramm des Ab schirmelementes nach Fig. 3;

Fig. 4A, 4B und 4C eine dritte Modifikation dieser Erfindung, wobei die Fig. 4A und 4B Vorderansichten eines Magnet resonanz-Bildsystems und Fig. 4C eine Seitenansicht des Bildsy stems darstellen; und

Fig. 5A und 5B eine vierte Modifikation dieser Erfindung, bei der Fig. 5A eine Vorderansicht eines Magnetreso nanz-Bildsystems und Fig. 5B eine Seitenansicht dieses Bildsystems Seitenansicht dieses Bildsystems darstellt.

Die Fig. 1 und 1B stellen ein Magnetresonanz-(MR)-Bildsy stem gemäß dieser Erfindung dar zum Abbilden einer Informa tion auf der Grundlage einer Dichteverteilung spezieller Kernspins und/oder der Relaxationszeit der Resonanz eines bestimmten Teils des Untersuchungsobjekts (Patienten) 10.

Das System enthält ein elektrisch nicht leitendes, unmagne tisches zylindrisches Gehäuse mit Magneten 2. Die Magneten 2 erzeugen ein statisches Magnetfeld als Hauptmagnetfeld in Z-Richtung, wie dies in Fig. 1 und 1B dargestellt ist, die üblicherweise mit der Richtung der Achse 11 des Untersu chungsobjektes 10 zusammenfällt. Wie Fig. 1B zeigt, sind koaxial zu den Magneten 2 zwei X-Gradientenspulen 3-1, zwei Y-Gradientenspulen 3-2 und zwei Z-Gradientenspulen 3-3 an geordnet, die Gradientenfelder in Richtung der X-Achse, der Y-Achse bzw. der Z-Achse erzeugen. Die X-Gradientenspulen 3-1 und die Y-Gradientenspulen 3-2 liegen jeweils einander gegenüber. Die X-Achse der Gradientenspulen 3-1 und die Y- Achse der Gradientenspulen 3-2 schneiden sich unter einem rechten Winkel. Die Z-Gradientenspulen 3-3 sind an den En den einer Einheit, die die X-Gradientenspulen 3-1 und die Y-Gradientenspulen 3-2 enthält, angeordnet. Die Z-Gradien tenspulen 3-3 erzeugen Gradientenmagnetfelder, die posi tionsabhängige Magnetfelder hervorrufen zur Bestimmung der Position der Scheibe des Untersuchungsobjektes 10, die ab gebildet werden soll. Die X-Gradientenspulen 3-1 und die Y- Gradientenspulen 3-2 erzeugen Gradientenmagnetfelder zum Auslesen und Kodieren eines durch das Untersuchungsobjekt 10 erzeugten MR-Signals.

Radial innerhalb der X-Gradientenspulen 3-1 und der Y-Gra dientenspulen 3-2 sind Radiofrequenz-(RF)-Spulen 4 angeord net. Radial innerhalb der RF-Spulen 4 liegt ein Untersu chungsraum 5, in dem ein Teil des Untersuchungsobjektes 10 plaziert wird. Die RF-Spulen 4 werden benutzt, um zu diesem Teil des Untersuchungsobjektes 10 einen Anregungsimpuls in Form eines elektromagnetischen RF-Feldes auszusenden, um durch die Magnetresonanz einen Kernspin anzuregen und das durch die Magnetresonanz vom Kernspin erzeugte Magnetreso nanzsignal zu empfangen. Die RF-Spulen 4 sind so positio niert, daß das elektromagnetische RF-Feld senkrecht zum statischen Magnetfeld verläuft.

Das Bildsystem enthält eine Patientenliege 6. Die Patien tenliege 6 enthält eine Basis 7, eine Gleitplatte 8, die auf der Oberseite der Basis 7 angeordnet und in horizonta ler Richtung verschiebbar ist, sowie einen Lift 9 für die senkrechte Bewegung der Basis 7. Der Patient 10 liegt auf der Oberseite der Gleitplatte 8. Nachdem die Gleitplatte 8 durch den Lift 9 auf die vorgeschriebene Höhe angehoben worden ist, wird die Gleitplatte 8 in das Innere eines Rah mens 1 geschoben. Der zu untersuchende Teil des Patienten 10 wird so im Untersuchungsraum 5 plaziert.

Die Magneten 2 beaufschlagen das Untersuchungsobjekt 10 mit einem gleichmäßigen statischen Magnetfeld. Diesem werden vorgegebene Gradientenfelder überlagert, die einem vorgege benen Teil des Untersuchungsobjekts 10 zugeführt werden, einschließlich der speziellen abzubildenden Scheibe. In einer senkrecht zum statischen Magnetfeld verlaufenden Richtung wird ein elektromagnetisches RF-Feld zur Anregung des Kernspins angelegt. Als Ergebnis werden nur in dem vor gegebenen Teil MR-Signale erzeugt. Nachdem die Beaufschla gung mit dem Anregungsimpuls beendet worden ist, wird das vom Kernspin erzeugte MR-Signal empfangen und Fourier transformiert, so daß ein Spektrum der Winkelfrequenz eines bestimmten Kernspins bestimmt wird. Ein tomographisches Bild, d.h. ein MR-Bild kann durch die Technik der Computer tomographie rekonstruiert werden.

Die Empfangs-Spule 12 kann im Untersuchungsraum 5 angeord net werden. Sie empfängt das beim Patienten angeregte Ma gnetresonanzsignal.

Das erfindungsgemäße System enthält ein Abschirmelement (RF-Selbstabschirmung) zum Abschirmen einer elektromagneti schen Störwelle, die sich innerhalb des Untersuchungsraumes 5 ausbreitet bzw. ausgestrahlt wird. Das Abschirmelement wird durch ein Hauptabschirmelement 21, welches innerhalb des Gehäuses 1 angeordnet ist, und ein Hilfsabschirmelement 22, das außerhalb des Gehäuses 1 angeordnet ist, gebildet. Das Hilfsabschirmelement 22 wird gebildet durch ein Deckel abschirmelement 23, das an einer Seite angeordnet ist, von der aus der Patient 10 nicht eintritt und das am Hauptab schirmelement 21 befestigt ist, sowie durch ein Hüllab schirmelement 24, das an der Seite angeordnet ist, von der der Patient 10 eintritt und das die Beine des Patienten 10 bedeckt (wenigstens einen Teil des Patienten, der aus dem Hauptabschirmelement vorsteht).

Das Hauptabschirmelement 21 ist ein zylindrisches Element mit einer Achse 11 als Mittelachse. Das Element 21 ist radial außerhalb der RF-Spulen 4 und radial innerhalb der Gradientenspulen 3-1, 3-2, 3-3 angeordnet. Das Element 21 ist in der Verlängerungsrichtung der Achse 11 offen. Es ist aus leitendem Material, z.B. einer Metallfolie, einem Me tallnetz oder dergleichen gebildet. Deshalb wird durch das Hauptabschirmelement 21 eine elektromagnetische Störwelle, die im Untersuchungsraum 5 vorhanden ist, abgeschirmt. Das Element 21 schirmt auch durch die Spulen 2 und 3-1, 3-2, 3-3 erzeugte Störkomponenten ab. Das Hauptabschirmelement 21 muß nicht kreiszylindrisch ausgebildet sein. Z.B. kann das Element 21 im Schnitt polygonal, z.B. rechteckig oder drei eckig sein. Das Element 21 braucht auch nicht aus einem einzigen zylindrischen Teil zu bestehen, es kann durch Kom bination einer Vielzahl von Teilen gebildet sein.

Das Deckelabschirmelement des Hilfsabschirmelementes 22 verschließt die Öffnung des Hauptabschirmelementes und ent hält einen scheibenförmigen Teil 25 und einen von diesem vorstehenden Flansch 26. Der Flansch 26 ist in das Hauptab schirmelement 21 eingepaßt. Mit dem Flansch 26 wird das Deckelabschirmelement 22 am Hauptabschirmelement 21 ange bracht bzw. von diesem entfernt. Das Deckelabschirmelement 23 ist elektrisch mit dem Hauptabschirmelement 21 verbun den. Das Element 22 ist aus lichtdurchlässigem, leitendem Material, wie einem Metallnetz oder Streckmetall gebildet. Damit kann der im Untersuchungsraum 5 liegende Patient 10 Außenlicht empfangen und außerdem Luft von außen. Aus diesem Grund wird das Gefühl der Beklemmung beim Patienten beseitigt. Wenn die Empfangs-Spule 12 innerhalb des Unter suchungsraumes 5 angeordnet ist, wird das Deckelabschirm element 23 mit einem elektromagnetischen Interferenzfilter und einem Anschluß 14 für das von der Empfangs-Spule 12 herausgeführte Kabel 13 versehen.

Das Hüllabschirmelement 24 des Hilfsabschirmelementes 22 bedeckt einen Teil des Patienten, der sich aus dem Rahmen 1 heraus erstreckt. Das Hüllabschirmelement 24 ist aus einem lichtdurchlässigen leitenden Material gebildet und weist eine zylindrische oder halbzylindrische Form auf. Damit kann das Gefühl der Beklemmung des Patienten beseitigt wer den. Das Hüllabschirmelement 24 kann aus einem leitenden Gewebe gebildet sein. In diesem Fall kann das Gewebeab schirmelement den Patienten wie eine normale Decke bedecken. Auch dies geschieht, damit der Patient nicht unter einem Beklemmungsgefühl leidet. Das Element 24 ist durch den Leiter 15 elektrisch mit dem Hauptabschirmelement 21 verbunden. Eine große Anzahl von Teilen des Elementes 24 kann elektrisch leitend mit dem Hauptabschirmelement 21 verbunden sein.

Es wird nun anhand von Fig. 1A das Prinzip des Abschirmele mentes beschrieben.

Wie in Fig. 1A dargestellt, wird angenommen, daß das Ab schirmelement wie folgt räumlich ausgebildet werden soll. Es wird angenommen, daß eine die Achse 11 und den Untersu chungsraum 5 umgebende zylindrische imaginäre Fläche eine erste Fläche 31 ist. Ebene imaginäre Flächen, die die Achse 11 schneiden und außerhalb des Untersuchungsraumes 5 lie gen, seien zweite Flächen 32 und 33. Die zweite Fläche 32 ist an der Seite angeordnet, an der der Patient nicht ein tritt und die zweite Fläche 33 an der Seite, an der der Patient eintritt.

Theoretisch ist es am günstigsten, daß das Abschirmelement so ausgebildet wird, daß es den gesamten Untersuchungsraum umhüllt. Falls jedoch die Intensität einer elektromagneti schen Störwelle niedrig ist, wird, wenn nur eine innerhalb des Untersuchungsraumes ausgestrahlte elektromagnetische Welle durch die erste Fläche 31 abgeschirmt wird, das Ma gnetresonanzsignal des Kerns durch die elektromagnetische Störwelle nahezu nicht beeinflußt. Wenn deshalb die Inten sität der elektromagnetischen Störwelle niedrig ist, schirmt das Hauptabschirmelement 21, das der ersten Fläche entspricht, eine sich durch die erste Fläche ausbreitende elektromagnetische Welle ab.

Wenn die Intensität einer elektromagnetischen Störwelle hoch ist, dann kann diese Welle innerhalb des Untersu chungsraumes 5 durch die zweiten Flächen 32 und 33 ausge strahlt werden. Aus diesem Grund schirmt das Deckelab schirmelement 23, das der zweiten Fläche 32 entspricht, die sich durch diese Fläche 32 ausbreitende elektromagnetische Welle an der Seite ab, an der der Patient nicht eintritt.

An der Seite, an der der Patient eintritt, sollte theore tisch vorzugsweise die gesamte zweite Fläche 33 abgeschirmt werden. Der Patient erstreckt sich jedoch durch die zweite Fläche 33 hindurch. Aus diesem Grund ist es sehr schwierig, die gesamte zweite Fläche 33 abzuschirmen. Außerdem ist der Patient ein Leiter und die Beine des Patienten (wenigstens ein Teil des Patienten, der sich aus dem Haupt abschirmelement nach außen erstreckt) empfangen eine elek tromagnetische Störwelle. Die elektromagnetische Störwelle wird durch den Körper des Patienten zu dem zu untersuchen den Teil übertragen. Bei dem System gemäß dieser Erfindung sind die Beine des Patienten mit einem Hüllabschirmelement 24 bedeckt. Aus diesem Grund können die Beine nicht die elektromagnetische Störwelle empfangen. Mit anderen Worten, die elektromagnetische Störwelle kann nicht durch den Be reich 34 (schraffierter Flächenbereich in Fig. 1A) der zweiten Fläche 33 in den Untersuchungsraum 5 gestrahlt wer den. D.h., wenigstens der Teil einer elektromagnetischen Welle, der durch die zweite Fläche 33 gestrahlt wird, kann durch das Hüllabschirmelement 24 abgeschirmt werden.

Wenn deshalb die Intensität der elektromagnetischen Stör welle verhältnismäßig niedrig ist, genügt es, wenn die elektromagnetische Störwelle nur durch das Hauptabschirm element 21 abgeschirmt wird. Ist die Intensität der elek tromagnetischen Störwelle jedoch verhältnismäßig hoch, kann das Deckelabschirmelement 23 des Hilfsabschirmelementes 22 in das Hauptabschirmelement 21 eingesetzt werden. Wenn die Intensität der elektromagnetischen Störwelle noch höher, d.h. sehr hoch ist, können die Beine des Patienten (wenig stens der Teil des Patienten, der sich aus dem Hauptab schirmelement nach außen erstreckt) durch das Hüllabschirm element 24 des Hilfsabschirmelements 22 bedeckt werden. Da mit kann verhindert werden, daß das Magnetresonanzsignal elektromagnetisch gemischt wird mit der elektromagnetischen Störwelle, und es kann ein genaues Magnetresonanz-Bild er zeugt werden. Da bei dieser Erfindung die Abschirmung ge bildet wird durch drei relativ kleine Elemente, kann das Abschirmelement (die Selbstabschirmung) sehr kompakt ausge bildet werden.

Gemäß der Erfindung ist das Abschirmelement aus einem lichtdurchlässigen leitenden Material, wie einem Metallnetz oder einem Streckmetall gebildet. Der innerhalb des Unter suchungsraumes befindliche Patient kann Licht und Luft von außen empfangen. Aus diesem Grund können Beklemmungsgefühle bei ihm vermieden werden. Der Patient ist nicht wie beim bekannten System von einem tunnelförmigen großen Element umgeben. Das Abschirmelement gemäß dieser Erfindung kann somit Beklemmungsgefühle, verglichen zu der bekannten Ab schirmung, beseitigen.

Fig. 2 stellt eine erste Modifikation der Erfindung dar.

In Fig. 2 ist das Hauptabschirmelement 21 in vier Abschirm segmente 21-1, 21-2, 21-3 und 21-4 unterteilt. Zwischen be nachbarten Abschirmsegmenten 21-1 bis 21-4 sind Isolier teile 41 eingefügt. So sind die Abschirmsegmente 21-1 bis 21-4 elektrisch voneinander isoliert. Jedes Isolierteil 41 ist beispielsweise eine isolierende Folie. Die Anzahl der Abschirmsegmente ist nicht auf die Zahl vier beschränkt.

Bei dieser Modifikation kann die Erzeugung von Wirbelströ men im Hauptabschirmelement 21 verhindert werden. Wie Fig. 1B zeigt, ist das Hauptabschirmelement 21 in der Nähe der Gradientenfeldspulen 3-1 bis 3-3 angeordnet. Wenn deshalb das Element 21 nur als ein einziges leitendes Teil zylin derförmig ausgebildet ist, kann im Hauptabschirmelement ein Wirbelstrom induziert werden, wie dies durch einen Pfeil in Fig. 2 angezeigt ist. Durch den induzierten Wirbelstrom wird im Raum des Hauptabschirmelements ein Magnetfeld er zeugt, und dieses beeinträchtigt die Empfangscharakteristik der RF-Spule 4. Damit wird das Magnetresonanz-Bild in der Qualität verschlechtert.

Bei der ersten Modifikation wird, wie oben beschrieben, das Hauptabschirmelement 21 in Abschirmsegmente 21-1 bis 21-4 unterteilt, und es werden diese Abschirmsegmente elektrisch gegeneinander isoliert. Wenn deshalb durch die Spulen 3 in den Abschirmsegmenten 21-1 bis 21-4 ein Wirbelstrom erzeugt wird, wird dieser durch diese Segmente unterteilt und er zeugt im Hauptabschirmelement kein magnetisches Feld. Aus diesem Grund wird die RF-Spule durch das Magnetfeld des Wirbelstroms bzw. der Wirbelströme nicht beeinträchtigt. Als Ergebnis können die Empfangscharakteristik der RF-Spule und das Magnetresonanzbild vor einer Beeinträchtigung be wahrt werden.

Wie in Fig. 2A dargestellt ist, kann zwischen die beiden Enden eines aus einem einzigen elektrischen Teil gebildeten Hauptabschirmelementes 21 ein Isolierteil 41 eingefügt wer den. In diesem Fall kann die Erzeugung eines Kreisstroms im Hauptabschirmelement ebenfalls verhindert werden.

Fig. 3 und 3A stellen eine zweite Modifikation der Erfin dung dar. Bei dieser Modifikation sind zwischen benachbarte Abschirmsegmente 21-1 bis 21-4 Kondensatoren 42 eingefügt. Die Abschirmsegmente 21-1 bis 21-4 und die Kondensatoren 42 bilden eine CR-Schaltung. Die Resonanzfrequenz dieser CR- Schaltung wird auf einen anderen Wert als die Frequenz des nuklearen magnetischen Resonanzsignals eingestellt. Somit kann eine magnetische Kopplung zwischen der RF-Spule und dem Hauptabschirmelement verhindert werden.

Wie in Fig. 1B dargestellt, sind die RF-Spulen 4 radial in nerhalb des Hauptabschirmelementes 21 angeordnet. Wenn das Hauptabschirmelement 21 aus einem einzigen elektrisch lei tenden Teil besteht, kann die Frequenz des durch das Haupt abschirmelement fließenden Stromes auf die Frequenz des nu klearen Magnetresonanzsignals abgestimmt werden. Als Folge tritt eine magnetische Kopplung zwischen der RF- bzw. Emp fangs-Spule und dem Hauptabschirmelement auf. Damit ent weicht aus dem Hauptabschirmelement zur RF-Spule eine elek trische Welle. Aus diesem Grund kann das Magnetresonanzsi gnal nicht genau empfangen werden, und das Magnetresonanz- Bild ist in der Qualität herabgesetzt.

Gemäß der zweiten Modifikation bilden die Abschirmsegmente 21-1 bis 21-4 und die Kondensatoren 42 die CR-Schaltung, und die Resonanzfrequenz dieser CR-Schaltung ist auf einen anderen Wert eingestellt als die Frequenz des Magnetreso nanzsignals. Die Frequenz des durch das Hauptabschirmele ment fließenden Stromes ist gegenüber der Frequenz des Magnetresonanzsignals verstimmt. Aus diesem Grund kann keine magnetische Kopplung induziert werden. Die RF- bzw. Empfangs-Spule kann exakt das Magnetresonanzsignal empfan gen. Bei der zweiten Modifikation kann die Erzeugung eines Wirbelstroms verhindert werden. Wenn die Schaltgeschwindig keit der Gradientenfeldspulen 3 einer niedrigen Frequenz entspricht, müssen die Kondensatoren eine große Kapazität aufweisen.

Die Fig. 4A, 4B und 4C stellen eine dritte Modifikation dieser Erfindung dar.

Bei dieser Modifikation enthält ein Hüllabschirmelement 24 ein flaches Element 43, das aus biegsamem, lichtdurchlässi gem Material, z.B. Acrylmaterial, gebildet ist und ela stisch verformbar ist. An der Außenfläche dieses Elementes 43 ist ein lichtdurchlässiges, elektrisch leitendes Element 45, z.B. ein Metallnetz oder ein Streckmetall angebracht. Wie in Fig. 4A dargestellt, ist das Hüllabschirmelement 24 geöffnet, bevor der Patient 10 einer Untersuchung unterzo gen wird. Wie Fig. 4B zeigt, ist bei der Untersuchung des Patienten 10 das Hüllabschirmelement 24 gebogen und ge schlossen. So sind die Beine (ein Teil des Patienten, der aus dem Hauptabschirmelement herausragt) des Patienten 10 durch das Hüllabschirmelement 24 umhüllt und elektromagne tisch abgeschirmt. Bei dieser Modifikation ist das Element 43 aus einem Acrylelement und das elektrisch leitende Ele ment 45 aus z.B. einem Metallnetz gebildet. Damit kann der Patient nicht unter dem Gefühl einer Beklemmung leiden.

Die Fig. 5A und 5B stellen eine vierte Modifikation dieser Erfindung dar.

Bei dieser Modifikation ist das Hüllabschirmelement 24 aus einem lichtdurchlässigen, elektrisch leitenden Material, wie einem Metallnetz oder Streckmetall gebildet. Das Hüll abschirmelement ist halbzylindrisch ausgebildet. Wenn die Intensität einer elektromagnetischen Störwelle relativ niedrig ist, bedeckt das Hüllabschirmelement nicht die ge samten Beine (einen Teil des Patienten, der aus dem Haupt abschirmelement herausragt), sondern nur die Oberseite der Beine. Bei dieser Modifikation ist ein elektrisch leitendes Element 44 in der Basis 7 der Liege 6 eingelassen. Das Ele ment 44 schirmt die Unterseite des Patienten 10 elektroma gnetisch ab. Wenn die Intensität einer elektromagnetischen Störwelle relativ hoch ist, müssen sowohl das Hüllabschirm element 24 als auch das elektrisch leitende Element 44 be nutzt werden.

Claims

1. Magnetresonanz-Bildgerät, enthaltend:
ein zylindrisches Gehäuse (1) mit einem Untersu chungsraum (5), in dem wenigstens ein Teil eines Untersu chungsobjektes (10) untergebracht wird,
einen Magneten (2), der den Untersuchungsraum (5) um gibt zur Erzeugung eines statischen Magnetfeldes innerhalb des Untersuchungsraumes (5),
ein Gradientenspulensystem (3-1 bis 3-3), das den Un tersuchungsraum (5) umgibt, um dem statischen Magnetfeld Gradientenfelder zu überlagern, und
eine Radiofrequenzspule (4) zur Erzeugung eines hoch frequenten Magnetfeldsignals und zum Empfangen eines Ma gnetresonanzsignals, das durch den Teil des Untersuchungs objektes (10) erzeugt wird,
dadurch gekennzeichnet, daß
in dem Gehäuse (1) ein Hauptabschirmelement (21) an geordnet ist, und
außerhalb des Gehäuses (1) ein mit dem Hauptabschirm element (21) elektrisch verbundenes Hilfsabschirmelement (22) derart angeordnet ist, daß es den Bereich bedeckt, in dem sich das Untersuchungsobjekt (10) befindet.

2. Magnetresonanz-Bildgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
der Untersuchungsraum (5) eine Achse (11) aufweist,
die sich in Richtung des statischen Magnetfeldes erstreckt, das Hauptabschirmelement eine diese Achse (11) und den Untersuchungsraum (5) umgebende erste Fläche (31) ein nimmt und eine innerhalb des Untersuchungsraumes (5) durch diese Fläche ausstrahlende, elektromagnetische Welle abschirmt, und
das abnehmbar ausgebildete Hilfsabschirmelement (22) eine zweite Fläche (32, 33) einnimmt, die die Achse (11) schneidet, bzw. dieser gegenüberliegt und die den Teil einer innerhalb des Untersuchungsraumes (5) ausstrahlenden, elektromagnetischen Welle abschirmt, der durch die zweite Fläche (32, 33) ausstrahlt.

3. Magnetresonanz-Bildgerät nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Hauptab schirmelement (21) ein zylindrisches Element enthält, das aus einem elektrisch leitenden Material gebildet ist und eine erste Fläche (31) sowie eine der zweiten Fläche (32, 33) zugewandte Öffnung besitzt.

4. Magnetresonanz-Bildgerät nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Hauptab schirmelement (21) zwischen dem Gradientenspulensystem (3-1 bis 3-3) und der Radiofrequenzspule (4) angeordnet ist.

5. Magnetresonanz-Bildgerät nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Hilfsab schirmelement (22) ein Deckelabschirmelement (23) enthält, das aus elektrisch leitendem Material gebildet ist und eine zweite Fläche (32) einnimmt, und die Öffnung des zylindri schen Elementes (21) verschließt.

6. Magnetresonanz-Bildgerät nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Deckelab schirmelement (23) aus lichtdurchlässigem Material gebildet ist.

7. Magnetresonanz-Bildgerät nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Hilfsab schirmelement (23) ein Hüllabschirmelement (24) umfaßt, das aus elektrisch leitendem Material gebildet ist, die zweite Fläche (33) einnimmt und wenigstens einen Teil des Untersu chungsobjektes (10) bedeckt, der aus der Öffnung des Haupt abschirmelementes (21) herausragt.

8. Magnetresonanz-Bildgerät nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Hüllab schirmelement (24) aus einem lichtdurchlässigem Material gebildet ist.

9. Magnetresonanz-Bildgerät nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Hüllab schirmelement (24) aus einem leitenden Gewebe gebildet ist.

10. Magnetresonanz-Bildgerät nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Hauptab schirmelement (21) eine Vielzahl von Abschirmsegmenten (21- 1 bis 21-4) enthält, die aus einem elektrisch leitenden Ma terial gebildet sind, und daß zwischen benachbarten Ab schirmsegmenten (21-1 bis 21-4) Isolierteile (41) eingefügt sind, so daß die Erzeugung eines Kreis- oder Wirbelstroms in dem Hauptabschirmelement (21) verhindert wird.

11. Magnetresonanz-Bildgerät nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Hauptab schirmelement (21) ein einziges aus elektrisch leitendem Material gebildetes Element umfaßt, das zwei Endabschnitte besitzt und ein Isolierteil (41) zum Verbinden dieser bei den Endabschnitte des Elementes vorgesehen ist, so daß die Erzeugung eines Kreis- oder Wirbelstroms in dem Hauptab schirmelement (21) verhindert wird.

12. Magnetresonanz-Bildgerät nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Hauptab schirmelement (21) mehrere Abschirmsegmente (21-1 bis 21-4) aus elektrisch leitendem Material enthält und zwischen be nachbarte Abschirmsegmente (21-1 bis 21-4) Kondensatoren (42) gefügt sind, so daß die Entstehung einer magnetischen Kopplung zwischen dem Hauptabschirmelement (21) und der Ra diofrequenzspule (4) verhindert wird.

13. Magnetresonanz-Bildgerät nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Hüllab schirmelement (24) ein elastisch verformbares, flaches Ele ment (43) enthält und an einer Oberfläche dieses flachen Elementes ein elektrisch leitendes Element (45) angebracht ist.

14. Magnetresonanz-Bildgerät nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß das flache Ele ment (43) und das elektrisch leitende Element (45) aus lichtdurchlässigem Material gebildet sind.

15. Magnetresonanz-Bildgerät nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Hüllab schirmelement (24) ein elektrisch leitendes Element ent hält, das die Oberseite des Untersuchungsobjektes (10) be deckt, wenn dieses im wesentlichen horizontal liegt.

16. Magnetresonanz-Bildgerät nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß das leitende Element aus lichtdurchlässigem Material gebildet ist.

17. Magnetresonanz-Bildgerät nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß das Gerät eine Patientenliege (6) enthält und das Hüllabschirmelement (24) ein in die Patientenliege (6) eingelassenes elektrisch lei tendes Element (44) umfaßt, so daß die Unterseite des auf der Patientenliege (6) untergebrachten Objektes (10) elek tromagnetisch abgeschirmt ist.

18. Selbstabschirmung, angebracht an einem Magnetre sonanz-Bildgerät mit einem zylindrischen Gehäuse (1), das einen Untersuchungsraum (5) enthält, in dem wenigstens ein Teil eines Untersuchungsobjektes (10) untergebracht ist,
gekennzeichnet durch
ein im Gehäuse (1) angeordnetes Hauptabschirmelement (21), und
ein außerhalb des Gehäuses (1) angeordnetes, mit dem Hauptabschirmelement (21) elektrisch verbundenes Hilfsab schirmelement (22) zum Bedecken eines Bereiches, in dem sich das Untersuchungsobjekt (10) befindet.

18. Selbstabschirmung nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß
der Untersuchungsraum (5) eine sich in Richtung des statischen Magnetfeldes erstreckende Achse (10) aufweist,
das Hauptabschirmelement (21) eine erste Fläche (31) einnimmt, die die Achse (11) und den Untersuchungsraum (5) umgibt und eine innerhalb des Untersuchungsraumes (5) durch die erste Fläche (31) abgestrahlte elektromagnetische Welle abschirmt, und
das Hilfsabschirmelement (22) abnehmbar von dem Gerät angebracht ist, eine zweite Fläche (32, 33) einnimmt, die die Achse (11) schneidet bzw. ihr gegenüberliegt und den Teil einer elektromagnetischen Welle abschirmt, der inner halb des Untersuchungsraumes (5) durch die zweite Fläche (32, 33) abgestrahlt wird.