DE3935082C1 - - Google Patents
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Description
Die Erfindung betrifft eine Kabelführung für Kernspin-Tomo
graphiegeräte mit einem Magneten mit einer als Untersuchungs
raum dienenden Öffnung, an deren Innenwand eine azimutal in
mehrere Teilantennen aufgeteilte Ganzkörperantenne angebracht
ist und in die eine Patientenliege einfahrbar ist, wobei die
Kabelführung als geerdeter, elektrisch leitender Kabelkanal
ausgeführt ist, in dem Kabel geführt werden, die an der Patien
tenliege befestigte Geräte mit Geräten außerhalb des Unter
suchungsraums verbinden.
Bei Kernspin-Tomographiegeräten ergibt sich oftmals die Notwen
digkeit, Kabel zu Geräten zu führen, die an der Patientenliege
angeordnet sind. Häufig werden beispielsweise sogenannte Lokal
spulen verwendet, die möglichst nahe am Untersuchungsbereich
des Patienten angebracht werden. Die Lokalspulen werden an das
abzubildende Körperteil in ihrer Form und Größe angepaßt. Dabei
werden die zur Anregung von Kernspins notwendigen Hochfrequenz
impulse im allgemeinen mit einer sogenannten Ganzkörperantenne
gesendet, während der Empfang der Kernresonanzsignale mit der
Lokalspule erfolgt. Wegen des auf den interessierenden Unter
suchungsbereich beschränkten Empfangsbereichs erzielt man dabei
ein besseres Signal-zu-Rausch-Verhältnis. Die Lokalspulen
werden bei ausgefahrener Patientenliege an dieser bzw. am
Patienten befestigt.
Bei üblichen Kernspin-Tomographiegeräten werden die von der
Lokalspule aufgenommenen Empfangssignale über ein Hochfrequenz
kabel einem Vorverstärker zugeführt, der außerhalb des Magneten
angebracht ist. Die Lokalspule befindet sich dagegen innerhalb
der Ganzkörperantenne, und zwar in unmittelbarer Nähe des
Antennenzentrums, da dort die Homogenität am besten ist.
Neben dem Hochfrequenzkabel für die Lokalspule werden in vielen
Fällen weitere Leitungen zur Patientenliege geführt, beispiels
weise zur Übertragung von Steuersignalen für die Lokalspule und
zur Übertragung von EKG und Atemsignalen des Patienten zur
Triggerung der Bildaufnahme.
Durch die Kabel, die bei eingefahrener Patientenliege aus dem
Zentrum der Ganzkörperantenne herausgeführt werden müssen,
treten technische Probleme auf. Während der Sendephase sind in
der Ganzkörperantenne hohe elektromagnetische Felder vorhanden.
Es kommt zu Koppelerscheinungen zwischen den Kabeln und der
Antenne und damit zu einem Hochfrequenz-Leistungsfluß in den
Außenraum über die Kabelabschirmung durch sogenannte Mantel
wellen. Dies kann zu erheblichen Störungen sowohl der Bildquali
tät als auch elektronischer Komponenten führen. Die Ankopplung
des Antennenfeldes an die Leitungen erfolgt magnetisch (induk
tiv) und elektrisch (kapazitiv).
Die magnetische Kopplung kann minimiert werden, indem eine
Schleifenbildung der Leitungen innerhalb der Ganzkörperantenne
vermieden wird. Die elektrische Ankopplung wird bei bekannten
Geräten dadurch minimiert, daß die Kabel vom Zentrum der Ganz
körperantenne definiert in Zonen niedriger elektrischer Feld
stärke der Ganzkörperantenne in den Außenraum geführt werden.
In Anlagen mit linear polarisierter Antenne finden sich der
artige Zonen in der zentralen Querschnittsebene der Antenne so
wie in der Nähe der Antennenschirmfolie mittig zwischen den
Antennenhälften.
Bei Anlagen mit zirkularer Polarisation der Antenne finden sich
Zonen niedriger elektrischer Feldstärke wiederum in der zen
tralen Querschnittsebene der Antenne.
Bei bekannten Anlagen wird diese Zone zur Kabelführung ausge
nutzt, indem dort ein elektrisch schirmender Kabelkanal in Form
eines metallischen U-Profils angeordnet wird. Dieser Kabelkanal
liegt damit bei bekannten Anordnungen oberhalb der Patienten
liege. Die Verbindung zwischen Kabelkanal und Patientenliege
wird mit Hilfe von an der Patientenliege befestigten Mitnehmern
hergestellt. Diese Mitnehmer verursachen jedoch gewisse Ein
schränkungen im Lagerungskomfort des Patienten, da sie den aus
Gründen der Wirtschaftlichkeit und der Homogenität von Magnet
und Hochfrequenzfeldern möglichst eng ausgelegten Untersuchungs
raum teilweise nochmals einschränken.
Aus DE 84 13 651 U1 ist eine Patientenliege bekannt, an der
eine Steckvorrichtung für den Anschluß eines Kabels zu einer
Signalübertragungsvorrichtung vorhanden ist. Dieses Kabel ist
fest an der Patientenliege befestigt und führt über eine
Schleife zum Ermöglichen der Längsverschiebung der Patienten
liege zu einem ortsfesten Geräteteil.
In der DE 89 09 245 U1 und ebenfalls Kabel beschrieben, die
von einem ortsfesten Geräteteil zu Steckvorrichtungen führen,
die an einer Seite eines Patientenlagerungstisches vorgesehen
sind. Diese Kabel werden entlang der Seite des Patientenlage
rungstisches geführt und sind von einer Kabelführung umgeben,
die von einer gelenkigen Ummantelung mit viereckigem Querschnitt
gebildet wird.
Aus der DE 33 27 731 A1 ist eine Einrichtung zur Gewinnung ei
nes EKG-Signals in einem Kernspintomographen bekannt. Das Ver
bindungskabel zwischen den EKG-Elektroden und dem EKG-Verar
beitungsgerät weist eine Kabelabschirmung auf, die auf dem Po
tential der HF-Abschirmung des Kernspintomographen liegt.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine Kabelführung so auszugestal
ten, daß der Untersuchungsraum frei von störenden Elementen
bleibt. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß
der Kabelkanal unterhalb der Patientenliege und oberhalb der un
teren Teilantennen an mindestens einer Wand des Untersuchungs
raums angeordnet ist.
Bei einer linear polarisierenden Ganzkörperantenne, bei der je
eine Teilantenne oberhalb und unterhalb der Patientenliege an
geordnet ist, weist der Kabelkanal vorteilhafterweise eine V-
Form auf und ist an der dem Untersuchungsraum zugewandten Kante
abgerundet, wobei diese Kante über die Höhe der unteren Teil
antennen hinausragt.
Bei einer zirkular polarisierenden Ganzkörperantenne, bei der
mindestens eine Teilantenne unterhalb der Patientenliege ange
ordnet ist, weist der Kabelkanal vorteilhafterweise zumindest
näherungsweise eine U-Form mit nach außen abgerundeten Kanten
auf, wobei diese Kanten über die Höhe der benachbarten Teilan
tennen hinausragen.
Durch die Anordnung des Kabelkanals unterhalb der Patienten
liege können die Kabel vom Patienten ohne irgendwelche stören
den Einbauten nach unten geführt werden. Der Kabelkanal liegt
nun zwar nicht mehr in den Zonen der geringsten Feldstärke,
aufgrund der besonderen Formgebung ist jedoch trotzdem eine
gute Abschirmung gewährleistet.
Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den weiteren
Unteransprüchen angegeben.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend anhand
der Fig. 1 bis 6 näher erläutert.
Fig. 1 zeigt schematisch ein Kernspin-Tomographiegerät mit
linear polarisierender Ganzkörperantenne, wobei der Übersicht
lichkeit wegen nur die für die Erläuterung der Erfindung notwen
digen Komponenten dargestellt sind. Das Kernspin-Tomographie
gerät besteht aus einem in Fig. 1 nur schematisch angedeuteten
supraleitenden Magneten 1 mit einer zylinderförmigen Öffnung 2.
An den Wänden dieser Öffnung 2 ist eine aus zwei Teilantennen
3a und 3b bestehende Ganzkörperantenne 3 angebracht, mit der
Hochfrequenzimpulse gesendet und unter Umständen - wenn hierfür
keine Lokalspule eingesetzt wird -auch empfangen werden. Das
Hochfrequenzfeld der Ganzkörperantenne 3 soll über den Unter
suchungsbereich möglichst homogen sein. Der Patient wird in die
Öffnung 2 des Magneten 1 auf einer Patientenliege 4 eingefah
ren. Die Liegefläche ist dabei so angeordnet, daß der Patient
möglichst zentrisch im Magneten 1 zum Liegen kommt, d.h. die
Patientenliege ist unterhalb des Zentrums des Magneten 1 an
geordnet.
Auf der Patientenliege 4 ist im Ausführungsbeispiel nach Fig. 1
eine Lokalspule 7 angeordnet, die möglichst dicht an der Kör
peroberfläche des Patienten liegt. Ferner ist im Ausführungs
beispiel eine Gruppe von EKG-Elektroden 8 vorgesehen, mit der
ein EKG des Patienten aufgenommen werden kann und damit z.B.
eine Triggerung der Bildgewinnung erfolgen kann. Die Signale
der Gruppe von EKG-Elektroden 8 und der Lokalspule 7 werden
jeweils über Kabel 6 aus dem Untersuchungsraum 2 herausgeführt.
Gegebenenfalls werden über die Kabel 6 auch noch Steuersignale
für die Lokalspule 7 übertragen, mit deren Hilfe z.B. eine
Abstimmung der Lokalspule 7 vorgenommen werden kann.
Zur Führung der Kabel 6 sind im Untersuchungsraum 2 unterhalb
der Patientenliege 4 beidseitig Kabelkanäle 5 vorgesehen. Dabei
dient der linke Kabelkanal 5 in Fig. 1 z.B. zur Aufnahme eines
Hochfrequenzkabels 6, der rechte Kabelkanal 5 z.B. zur Aufnahme der
restlichen Kabel 6. Die Kabelkanäle 5 sind unmittelbar an der
Außenwand der Öffnung 2 oberhalb der Teilantenne 3b angebracht.
Sie weisen eine V-Form auf, wobei die Innenkante jedes Kabel
kanals 5 zu einer Rundung gebogen ist. Die Kabelkanäle 5 sind
geerdet, indem sie mit einer den Untersuchungsraum 2 umgebenden
Folie verbunden sind.
Wie bereits eingangs erwähnt, liegen bei dieser Anordnung die
Kabelkanäle 5 zwar nicht in der Zone minimaler Feldstärke der
Ganzkörperantenne 3. Durch die besondere Formgebung der Kabel
kanäle 5 liegen die Kabel 6 aber dennoch in einem Raum von sehr
geringer Feldstärke. Das elektromagnetische Feld im Bereich
der Kabelkanäle 5 wird zum größten Teil von der unteren,
näheren Teilantenne 3b erzeugt, so daß eine Schirmung vor allem
in diese Richtung notwendig ist. Dies wird dadurch erreicht,
daß der Kabelkanal 5 über die Höhe der Teilantenne 3b hinaus
reicht. Durch die Rundung an den Innenkanten 5a der Kabelkanäle 5
lassen sich parasitäre Streufelder im Innenraum des Kabelkanals
5, die durch Ausgleichsströme an den Kanten verursacht werden,
vermeiden. Die Verbindung zwischen der Lokalspule 7 bzw. der
EKG-Elektrode 8 und den Kabeln 6 in den Kabelkanälen 5 erfolgt
beidseitig über Steckverbindungen 9. Dazu sind am Rand der
Patientenliege 4 Steckerunterteile 9a vorgesehen, in die
Stecker 9b der Lokalspule 7 bzw. der EKG-Elektrode 8 einge
steckt werden können. Die Verbindungsleitungen 6a zwischen der
Lokalspule 7 bzw. der Gruppe von EKG-Elektroden 8 und den
Steckern 9 werden auf möglichst kurzem Weg transversal zu den
Buchsen 9a geführt.
Die Buchsen 9a sind, wie in den Fig. 2 und 3 sichtbar, jeweils
Teil einer Anschlußeinheit 10. Damit die Verbindung zwischen
den Buchsen 9a und der Lokalspule 7 bzw. der EKG-Elektrode 8
jeweils auf kürzestem Weg hergestellt werden kann, sind diese
Anschlußeinheiten in Längsrichtung der Patientenliege 4 ver
schiebbar. Die Anschlußeinheiten 10 sind so ausgeführt, daß sie
im jeweiligen Kabelkanal 5 zu liegen kommen. Fig. 2 zeigt eine
Anschlußeinheit 10 für Kabel 6 zur Übertragung von Hochfre
quenz. Dabei werden die von dem Steckerunterteil 9a kommenden
Leitungen über eine Mantelwellensperre 11, einen Richtkoppler
12 und einen Vorverstärker 13 zum Kabel 6 geführt, das dann
über den Kabelkanal 5 aus dem Magneten herausgeführt wird.
Die Mantelwellensperre 11 kann, wie in Fig. 4 dargestellt, als
Parallelschwingkreis ausgeführt sein, bestehend aus einer aus
dem Kabel 6 gewickelten Spule 15 und einer diese Spule über
brückenden, mit dem Mantelleiter des Kabels 6 verbundenen Kon
densator 14. Sie verhindert die Weiterleitung von Hf-Leistung
auf dem Kabelmantel, die bei ungünstiger Positionierung zwischen
Lokalspule 7 bzw. EKG-Elektrode 8 und den Steckverbindungen 9
aufgekoppelt werden kann.
Zur Abstimmung der Lokalspule 7 wird über den Richtkoppler 12
Hf-Leistung in das Kabel 6 zur Lokalspule 7 eingekoppelt und
die reflektierte Leistung über den Empfangszweig ausgewertet
und minimiert. Durch die Anbringung des Vorverstärkers 13 in
der Anschlußeinheit 10 erreicht man eine Erhöhung des Signal-
Rausch-Verhältnisses, da durch die Anordnung nahe an der Lokal
spule 7 der Einfluß der Kabeldämpfung verringert werden kann.
Fig. 3 zeigt beispielsweise eine Anschlußeinheit für andere
Signale. Hierbei werden die von einem Signalaufnehmer kommenden
Signale unter Umständen zuerst mit einem Signalwandler 14 um
gewandelt (z.B. optische Signale in elektrische) und dann mit
einem Vorverstärker 13 verstärkt.
Ein Ausführungsbeispiel für eine Kabelführung für eine zirkular
polarisierende Ganzkörperantenne ist in Fig. 5 dargestellt.
Dabei sind vier Teilantennen 3a-3d gleichmäßig über den Umfang
verteilt, wobei die Teilantenne 3b unterhalb der Patienten
liege 4 liegt. Die Kabelkanäle 6 sind wieder unterhalb der
Patientenliege 4 angeordnet und liegen jeweils zwischen zwei
Teilantennen 3b und 3c bzw. 3b und 3d. In diesem Fall wird das
elektromagnetische Feld von beiden, den Kabelkanälen benach
barten Teilantennen 3b, 3c bzw. 3b, 3d nahezu gleichmäßig
erzeugt, so daß hier eine zum Zentrum des Untersuchungsraums 2
geöffnete U-Form der Kabelkanäle 6 günstiger ist. Wie bei der
V-Form nach Fig. 1 sind die Außenkanten abgerundet, um die
durch Ausgleichsströme an den Kanten verursachten Streufelder
vom Innenraum der Kabelkanäle 5 fernzuhalten. Ansonsten ent
spricht der Aufbau der Kabelführung der anhand von Fig. 1
erläuterten Anordnung.
Für die mit der Patientenliege 4 in den Untersuchungsbereich 2
ein- und ausfahrenden Kabel 6, die außerhalb des Untersuchungs
bereiches mit einem ortsfesten Anschluß verbunden sind, muß
eine die Kabellänge außerhalb des Untersuchungsbereichs aus
gleichende Führung vorhanden sein. Hierfür können die Kabel 6
z.B. wie in Fig. 6 schematisch dargestellt innerhalb einer die
Patientenliege 4 tragenden Säule 16 in einer Schleife 6b ge
führt sein, die sich bei eingefahrener Patientenliege 4 ent
sprechend verkürzt.
Mit der beschriebenen Anordnung werden Kopplungseinflüsse durch
die definierte Kabelführung im geschirmten Raum weitgehend ver
mieden. Durch die Anordnung des Kabelkanals wird auch die Homo
genität des Hochfrequenzfeldes kaum beeinflußt. Der zur Ver
fügung stehende Untersuchungsraum wird in keiner Weise einge
engt und auf der Patientenliege liegen keine störenden Kabel.
Die Lokalspule 7 und die Elektroden 8 sind einfach anzubringen.
Claims (7)
1. Kabelführung für Kernspin-Tomographiegeräte mit einem
Magneten (1) mit einer als Untersuchungsraum (2) dienenden
Öffnung, an deren Innenwand eine azimutal in mehrere Teilan
tennen (3a, 3b) aufgeteilte Ganzkörperantenne (3) angebracht
ist und in die eine Patientenliege (4) einfahrbar ist, wobei
die Kabelführung als geerdeter, elektrisch leitender Kabel
kanal (5) ausgeführt ist, in dem Kabel (6) geführt werden, die
an der Patientenliege (4) befestigte Geräte (7, 8) mit Geräten
außerhalb des Untersuchungsraums verbinden, dadurch
gekennzeichnet, daß der Kabelkanal (5) unter
halb der Patientenliege (4) und oberhalb der unteren Teilan
tennen (3b) an mindestens einer Wand des Untersuchungsraums (2)
angeordnet ist.
2. Kabelführung nach Anspruch 1 mit einer linear polarisie
renden Ganzkörperantenne, wobei je eine Teilantenne (3a, 3b)
oberhalb und unterhalb der Patientenliege (4) angeordnet ist,
dadurch gekennzeichnet, daß der Kabel
kanal eine V-Form aufweist und an der dem Untersuchungsraum
zugewandten Kante (5a) abgerundet ist und daß diese Kante über
die Höhe der unteren Teilantennen (3b) hinausragt.
3. Kabelführung nach Anspruch 1 mit einer zirkular polarisie
renden Ganzkörperantenne (3), wobei mindestens eine Teilan
tenne (3b) unterhalb der Patientenliege (4) angeordnet ist,
dadurch gekennzeichnet, daß der Kabel
kanal (5) zumindest näherungsweise eine U-Form mit nach außen
abgerundeten Kanten aufweist, wobei diese Kanten über die Höhe
der benachbarten Teilantennen (3b, 3c, 3d) hinausragen.
4. Kabelführung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, da
durch gekennzeichnet, daß an der
Patientenliege (4) mindestens ein Steckerunterteil (9) zum
Anschluß der auf der Patientenliege (4) anzuordnenden Ge
räte (7, 8) vorgesehen ist und an den die Kabel (6) über eine
unterhalb der Patientenliege angeordneten, an dieser befestig
ten Anschlußeinheit (10) herangeführt sind.
5. Kabelführung nach Anspruch 4, dadurch gekenn
zeichnet, daß die Anschlußeinheit (10) so ausgebildet
ist, daß sie im Kabelkanal (5) zu liegen kommt.
6. Kabelführung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch
gekennzeichnet, daß die Anschlußeinheit (10) mit
dem Steckerunterteil (9) entlang der Patientenliege (4)
verschiebbar ist.
7. Kabelführung nach einem der Ansprüche 2 bis 4, da
durch gekennzeichnet, daß die Anschlußein
heit (10) eines oder mehrere der folgenden Elemente enthält:
Mantelwellensperre (11), Richtkoppler (12), Vorverstärker (13)
und Signalwandler (14).
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