DE3851510T2

DE3851510T2 - Spulenanordnungen für einen magnetischen Resonanzapparat.

Info

Publication number: DE3851510T2
Application number: DE3851510T
Authority: DE
Inventors: Alasdair Stewart Hall; Ian Robert Young
Original assignee: General Electric Co
Current assignee: General Electric Co
Priority date: 1987-11-25
Filing date: 1988-11-23
Publication date: 1995-02-02
Anticipated expiration: 2008-11-24
Also published as: US4882560A; GB8727611D0; DE3851510D1; EP0318257A3; EP0318257B1; JPH021252A; EP0318257A2

Description

Die Erfindung betrifft Spulenanordnungen in einem magnetischen Resonanz (MR) Apparat.
Insbesondere betrifft die Erfindung Spulenanordnungen in MR Apparaten der Art, die zum Einsatz bei der medizinischen Untersuchung von Patienten geeignet sind, beispielsweise, um eine Bilddarstellung der Verteilung einer ausgewählten Größe, beispielsweise der Dichte ausgewählter Kerne, z. B. Wasserstoffprotonen, oder der MR Spinrelaxationszeitkonstanten in einer selektierten Region eines Patienten vorzusehen.
Ein derartiger Apparat arbeitet so, daß an die selektierte Region des Patienten ein magnetisches Hochfrequenz (HF) Anregungsfeld oder Erregungsfeld in Gegenwart eines statischen magnetischen Feldes hoher Stärke angelegt wird und normalerweise darüber hinaus Magnetfeldgradienten dem statischen Feld überlagert werden und die resultierende magnetische Resonanz, die im Patientenkörper hervorgerufen wird, gemessen und analysiert wird. Es können für die Anlegung der HF-Felder und die Messung der resultierenden Signale unterschiedliche Spulen verwendet werden oder es können dieselben Spulen für beide Zwecke benutzt werden.
Im MR Apparat, der ein statisches Magnetfeld relativ geringer Stärke verwendet, wird das statische Magnetfeld häufig in einem Spalt zwischen einem Paar Polschuhen, z. B. zwischen Polschuhen eines Permanentmagneten oder zwischen Polschuhen erzeugt, die durch ein Poljoch aus magnetischem Material verbunden sind, das eine Antriebsspulenanordnung trägt. Die HF-Spulen sind dann vorzugsweise auf gegenüberliegenden Seiten des Spaltes angeordnet und sind auf einem Teil des Apparats gehaltert. Im Einsatz des Apparats wird der Patientenkörper im Spalt angeordnet und falls der Patient schnell aus dem Apparat entfernt werden muß, wie es z. B. im Fall eines sehr kranken Patienten vorkommen kann, stellen die HF-Spulen insbesondere, wenn der Patient während der Untersuchung mit lebensunterstützenden Systemen versehen werden muß, bezüglich der schnellen Entfernung ein Hindernis dar.
Es ist ein Gegenstand der vorliegenden Erfindung, eine HF- Spulenanordnung anzugeben, die dieses Problem überwindet.
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird eine HF-Spulenanordnung in einen magnetischen Resonanzapparat der Art angegeben, in dem ein statisches Magnetfeld zum Anlegen an einen der Untersuchung unterliegenden Körper in einem Spalt zwischen einem Paar Polschuhen erzeugt wird, wobei die HF-Spulenanordnung zumindest eine Spule umfaßt, die ein erstes und ein zweites Teil aufweist, die fest an den Polschuhen oder anderen Teilen des Apparats angrenzend bzw. in der Nachbarschaft des Spalts angebracht sind, und ein weiteres Teil umfaßt, das sich im wesentlichen, generell oder gewöhnlich von einem Polschuh zum anderen erstreckt und das erste und zweite Teil miteinander verbindet, wenn die Spule in Betrieb genommen ist, und das von zumindest einem des ersten und zweiten Teils abtrennbar ist, um hierdurch Zugriff zum Spalt zu schaffen, der von diesem weiteren Teil unbehindert ist, d. h. unblockiert oder unverbaut.
In einer speziellen Anordnung gemäß der Erfindung ist dieses weitere Teil auf einem des ersten und zweiten Teils schwenkbar angebracht und vom anderen des ersten und zweiten Teils bei Schwenkbewegung des weiteren Teils bezüglich dieses einen des ersten und zweiten Teils abtrennbar.
In einer speziellen Anordnung gemäß der Erfindung ist dieses weitere Teil sowohl vom ersten als auch vom zweiten Teil gänzlich abtrennbar bzw. abnehmbar.
HF-Spulenanordnungen zur Verwendung in einem Magnetresonanzapparat, die in zwei oder mehr Teile trennbar sind, sind per se bekannt, wie z. B. aus der EP-A-0135326 und der EP-A-0142760 entnehmbar.
Ein MR Abbildungsapparat, der eine HF-Spulenanordnung gemäß der Erfindung verwendet, wird nun beispielhalber unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen erläutert, in denen:
Fig. 1 eine schematische Darstellung des Abbildungssystems ist; und
Fig. 2 eine Darstellung ist, die die HF-Spulenanordnung detaillierter zeigt.
Das Abbildungssystem ist zur Verwendung bei der Untersuchung von Patienten für medizinische Zwecke ausgelegt.
Gemäß Fig. 1 umfaßt das Abbildungssystem ein Magnetsystem 1, durch welches ein homogenes statisches Magnetfeld in einem Spalt 3 hervorgerufen wird, der durch zwei Polschuhe 5 definiert ist. Das Magnetsystem umfaßt ferner einen Magnetkern 7, der die Polschuhe 5 verbindet und eine Cryo- oder Tiefsttemperaturantriebsspulenanordnung 9 oder -ansteuerspulenanordnung 9 trägt, die zur Erregung mittels einer Spannungsversorgung 11 ausgelegt sind.
Dem Spalt 3 werden beim Einsatz für die Abbildung drei Sätze von Magnetfeld-Gradientenspulen zugeordnet, um nominell lineare Magnetfeldgradienten in drei orthogonalen Richtungen unter Steuerung einer Gradientenfeldsteuereinrichtung 19 dem statischen Feld zu überlagern. Diese drei Gradientenfelder werden zur Selektion der Region eines der Untersuchung unterliegenden Objekts, das abzubilden ist, verwendet, und es erfolgt eine räumliche Kodierung von magnetischen Kernspins auf bekannte Art und Weise. In der Zeichnung ist beispielhalber nur eine Spule 21 in der Nähe des Spaltes 3 gezeigt.
Ferner ist dem Spalt 3 eine HF-Spulenanordnung zugeordnet, die mit einem HF-Leistungsübertrager 25 zur Erregung von MNR im untersuchten Objekt verbunden ist, sowie zur Aufnahme der resultierenden Signale im Objekt dient.
Die durch die Spulenanordnung 23 aufgenommenen Signale werden in einem Vorverstärker 27 verstärkt und in einem HF-Spektrometer 29 und Computer 31 unter der Steuerung einer Bedienungskonsole 33 analysiert und verarbeitet, wobei die Konsole mit einem Bildbetrachtungsbedienplatz 35 und einer Multiformat-Kameraeinheit 37 zur Aufzeichnung von Bildern gekoppelt ist. Die Gesamtoperation des Abbildungssystems wird vom Computer 31 in Verbindung mit einer Systemsperre oder -interlock 39 gesteuert, über die in Abhängigkeit von Anweisungen, die von der Bedienungskonsole 33 zum Computer 31 geleitet werden, elektrische Leistung von einem zentralen Leistungsverteilsystem 41 zum HF-Übertrager 25, der Gradientenfeldsteuereinheit 19 und der Hauptmagnetversorgung 11 geleitet wird.
Vollständigere Beschreibungen von NMR-Abbildungssystemen und ihren Betreibungsverfahren sind beispielsweise aus der US-A- 4284948 und US-A-4355282 entnehmbar.
Gemäß Fig. 2 umfaßt die HF-Spulenanordnung 23 zwei rechtwinklige Spulen 45 und 47, die auf den gegenüberliegenden Seiten des Spaltes 3 angeordnet sind, wobei jede Spule mehrere Windungen umfaßt, die in einem Tragrahmen aus elektrisch isolierendem Material, beispielsweise aus Kunststoffmaterial, geführt sind.
Jede der Spulen 45 und 47 weist zwei horizontale Teile 49 und 51 auf, die jeweils fest mittels der beiden Polschuhe 5 gehaltert sind. Jede Spule 49, 51 wird durch zwei Teile 53 abgeschlossen bzw. vervollständigt, die um eine horizontale Achse 55 verschwenkbar am oberen horizontalen Teil 49 angelenkt sind, wobei die Windungen der Spule um die Schwenkpunkte oder Drehbefestigungspunkte flexible Zwischenstücke oder Leitungsabschnitte 57 umfassen. An seinem unteren Ende ist jedes Teil 53 mit Steckkontakten 59 versehen, die dazu ausgelegt sind, sich zur Vervollständigung der Spule lösbar in Sockel 61 am unteren horizontalen Teil 51 einzupassen, wenn die Teile 53 in die vertikale Ebene der horizontalen Teile 49 und 51 verschwenkt sind. An ihren unteren Enden sind die Teile 53 auch über ein Querträgerteil 63 verbunden, so daß sie gemeinsam um die Schwenkachse 55 bewegbar sind. Eine mechanische Sperre oder Blockierung 65, die den Gelenkverbindungen zugeordnet ist, trennt die Spulenanordnung 45, 47 vom HF-Übertrager 25, bevor die Steckkontakte 59 sich aus den Sockeln 61 lösen.
Im Einsatz des Abbildungsapparats wird die schnelle Entfernung eines Patienten, der im Spalt 3 positioniert ist, durch das Verschwenken der vertikalen Teile 53 und des Querteils 63 nach oben erheblich erleichtert, wodurch das Herausziehen des Patienten aus dem Spalt 3 zusammen mit jedweden Leitungen und Röhren, die sich vom Patienten zu lebenserhaltenden Systemen erstrecken, die längs des Apparats 3 angeordnet sind, ohne Risiko des Verhakens oder Verfangens dieser Leitungen und Rohre an den HF- Spulen ermöglicht wird. Selbstverständlich wird auch die Positionierung eines Patienten innerhalb des Spalts 3 erleichtert.
In einer Modifikation der Anordnung aus Fig. 2 sind die beiden Teile 53 jeder Spule 45, 47 am zugehörigen Teil 49 für eine Drehung um eine jeweilige zweier horizontal beabstandeter Achsen senkrecht zur Achse 55 mit einer geeigneten Reorientierung bzw. Neuausrichtung der Stecker- und Sockelanordnungen 59, 61 angelenkt. Die beiden Querträgerteile 63 sind dann so neu positioniert, daß die beiden in Fig. 2 linksseitig gelegenen Teile 53 durch ein Teil 63 zur gemeinsamen Bewegung um eine Schwenkachse verbunden sind und die beiden rechten Teile 53 durch ein weiteres Teil 63 zur gemeinsamen Bewegung um die andere Schwenkachse verbunden sind.
In einer weiteren Modifikation der Anordnung der Fig. 2 sind die Teile 53 mit Steckkontakten sowohl an ihren oberen Enden als auch an ihren unteren Enden versehen, die sich in Sockel am oberen horizontalen Teil 49 einpassen. Die Teile 53 können dann von den horizontalen Teil 49, 51 abgelöst werden und zur Erleichterung der Herausnahme eines Patienten vollständig abgenommen werden.
Es versteht sich, daß während in der erfindungsgemäßen oben beispielhalber beschriebenen Anordnung die Teile der HF-Spulenanordnung, die fest an einem Teil des MR Apparats fixiert sind, an den Spulpolschuhen des magnetischen Systems angebracht sind, diese Teile der HF-Spulenanordnung in anderen Auslegungen gemäß der Erfindung auch an anderen Teilen eines MR Apparates fixierbar sind. Ferner können in anderen Auslegungen gemäß der Erfindung das oder die ablösbaren Teile der HF-Spulenanordnung Teile umfassen, die sich in einer Betriebsstellung anders als vertikal erstrecken.

Claims

1. HF-Spulenanordnung (23) in einem magnetischen Resonanzapparat der Art, bei dem ein statisches Magnetfeld zur Anlegung an einen einer Untersuchung unterliegenden Patienten in einem Spalt (3) zwischen einem Paar Polschuhen (5) erzeugt wird, dadurch gekennzeichnet, daß die HF-Spulenanordnung (23) zumindest eine Spule (45 oder 47) umfaßt, die ein erstes und ein zweites Teil (49, 51) aufweist, die jeweils fest an den Polschuhen (5) oder anderen Teilen des Apparats angrenzend an den Spalt (3) angebracht sind, und ein weiteres Teil (53) aufweist, das sich generell von einem Polschuh (5) zum anderen erstreckt und das erste und zweite Teil miteinander verbindet, wenn die Spule (45 oder 47) im Einsatz ist, und daß von zumindest einem des ersten und zweiten Teils (49, 51) abtrennbar ist, um einen Zugriff zu diesem Spalt vorzusehen, der von diesem weiteren Teil unbehindert ist.

2. HF-Spulenanordnung nach Anspruch 1, in welcher das weitere Teil (53) an einem (49) des ersten und zweiten Teils (49, 51) schwenkbar angebracht ist, und vom anderen (51) des ersten und zweiten Teils (49, 51) bei Schwenkbewegung des weiteren Teils (53) bezüglich dieses einen (49) des ersten und zweiten Teils (49, 51) abtrennbar ist.

3. HF-Spulenanordnung nach Anspruch 1, in welcher das weitere Teil (53) sowohl vom ersten als auch zweiten Teil (49, 51) gänzlich abtrennbar ist.

4. HF-Spulenanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, in welcher: die Spule (45, 47) von im wesentlichen rechtwinkliger Form ist; das erste und zweite Teil (49, 51) der Spule (45 oder 47) ein Paar gegenüberliegender Seiten (49, 51) der Spule (45 oder 47) aufweist; und das weitere Teil (53) der Spule (45 oder 47) zumindest eine des anderen Paares gegenüberliegender Seiten (53) der Spule (45 oder 47) umfaßt.

5. HF-Spulenanordnung nach Anspruch 4, in welcher das weitere Teil (53) der Spule beide vom anderen Paar gegenüberliegender Seiten (53) der Spulen (45 oder 47) umfaßt.

6. HF-Spulenanordnung nach Anspruch 5, in welcher die gegenüberliegenden Seiten (53) des anderen Paares durch ein Querteil (63) so verbunden sind, daß sie gemeinsam abtrennbar sind.

7. HF-Spulenanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, aufweisend zwei dieser Spulen (45 und 47), jeweils eine auf einer Seite des Spaltes (3).

8. HF-Spulenanordnung nach Anspruch 4, aufweisend zwei dieser Spulen (45 und 47), eine auf einer Seite des Spaltes, in welchen: die weiteren Teile (53) der Spulen (45 und 47) jeweils entsprechende des anderen Paares gegenüberliegender Seiten der Spulen (45 und 47) umfassen und die weiteren Teile (53) durch ein Querteil (63) so verbunden sind, daß sie gemeinsam abtrennbar sind.