DE3807178A1 - Magnetresonanz-bildgeraet - Google Patents
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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 (19)
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.
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.
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.
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.
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.
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