DE4337908A1 - Diagnostisches Magnetresonanzgerät - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein diagnostisches Magnetresonanzgerät mit einem wenigstens teilweise von einem Gehäuse umgebenen Untersuchungsteil zur Aufnahme eines Patienten und mit einer frei beweglichen Empfangsantenne zum Empfang von hochfre­ quenten Magnetresonanzsignalen, welche Empfangsantenne mit einem steckbaren flexiblen Anschlußkabel zur Weiterleitung der empfangenen Magnetresonanzsignale verbunden ist.

In diagnostischen Magnetresonanzgeräten (NMR-Geräten) werden zum Empfang der hochfrequenten Magnetresonanzsignale neben Ganzkörperantennen auch spezielle Empfangsantennen verwendet, um Schnittbilder von Teilbereichen des menschlichen Körpers aufzunehmen, wie z. B. Schnittbilder des Knies, des Kopfes oder des Auges. Derartige Empfangsantennen werden auch als Lokalantennen oder Oberflächenantennen bezeichnet. Lokalan­ tennen bieten gegenüber der Ganzkörperantenne ein besseres Signal-zu-Rauschverhältnis. Lokalantennen sind oft frei be­ weglich und über ein flexibles Anschlußkabel mit dem Unter­ suchungsteil verbunden.

Bei einer bekannten Lösung ist das Verbindungskabel fest mit der Lokalantenne verbunden und am anderen Ende mit einer Steckvorrichtung versehen, mit dem die Lokalantenne von einem Benutzer an den innerhalb des Gehäuses des Untersuchungsteils geführten Empfangskanal angeschlossen werden kann. Fest ver­ bunden heißt hier, daß das Verbindungskabel von einen Be­ nutzer nicht ohne weiteres von der Lokalantenne getrennt werden kann. Im Gehäuse des Untersuchungsteils selbst ist unmittelbar hinter der Steckvorrichtung ein Vorverstärker zur Verstärkung der Kernspinresonanzsignale angeordnet. Diese Lösung weist nur einen Vorverstärker für den Anschluß von verschiedenen Lokalantennen auf, jedoch wird das Signal-zu- Rauschverhältnis zusätzlich durch die Dämpfung der zwischen­ geschalteten Kabel und Leiterstücke verschlechtert.

Bei einer anderen, aufwendigeren Lösung ist ein Vorverstärker in das Gehäuse jeder Lokalantenne eingebaut. Hier ist eben­ falls das Anschlußkabel fest mit der Lokalantenne verbunden und weist am anderen Ende eine Steckvorrichtung auf. Das Signal-zu-Rauschverhältnis wird gegenüber der erstgenannten Ausführung wegen der fehlenden Verbindungsleitungen nur durch die Rauschzahl des Vorverstärkers beeinträchtigt.

Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, einen aufwands­ armen Anschluß mit niedriger Rauschzahl für freibewegliche Empfangsantennen anzugeben.

Die Aufgabe wird dadurch gelöst, daß ein Ende des Anschluß­ kabels in das Gehäuse des Untersuchungsgeräts geführt ist, daß ein anderes Ende des Anschlußkabel über eine Steckver­ bindung mit der Empfangsantenne verbunden ist und daß ein kabelseitiges Teil der Steckverbindung mindestens ein Vor­ verstärker zur Verstärkung der empfangenen Kernspinresonanz­ signale umfaßt. Bei diesem Anschlußkonzept für freibewegliche Empfangsantennen ist nur ein Empfangsverstärker für verschiedene Lokalantennen vorgesehen. Trotzdem ist das Signal-zu-Rauschverhältnis nur durch die Rauschzahl des Vorverstärkers beeinträchtigt, die Kabelverbindung zwischen der Oberflächenspule und dem Untersuchungsteil verschlechtert das Signal-zu-Rauschverhältnis nicht weiter. Ein weiterer Vorteil ist auch darin zu sehen, daß Oberflächenspulen ohne fest angeschlossene Kabel leichter handhabbar sind als in der Ausführung mit fest angeschlossenen Verbindungskabeln.

Ein Ausführungsbeispiel wird im folgenden anhand von zwei Figuren erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 schematisch den Aufbau eines Magnetresonanzgerätes für Bildgebung und Spektroskopie und

Fig. 2 ein handhabungs- und rauschoptimierter Anschluß für frei bewegliche Empfangsantennen.

Bei dem in Fig. 1 dargestellten prinzipiellen Aufbau eines Magnetresonanzgerätes sind mit 1 und 2 sowie 3 und 4 Spulen bezeichnet, die ein magnetisches Grundfeld B₀ erzeugen, in welchem sich bei medizinischer Anwendung der zu untersuchende Körper 5 eines Patienten befindet. Dem Grundfeld B₀ sind außerdem Gradientenspulen zugeordnet zur Erzeugung unabhän­ giger, zueinander senkrechter Magnetfeldgradienten der Rich­ tungen x, y und z gemäß einem Koordinatenkreuz 6. In Fig. 1 sind der Übersichtlichkeit halber nur Gradientenspulen 7 und 8 gezeichnet, die zusammen mit einem Paar gegenüberliegender, gleichartiger Gradientenspulen zur Erzeugung eines Gradienten in x-Richtung dienen. Die gleichartigen, nicht gezeichneten Gradientenspulen zur Erzeugung eines Gradienten in y-Richtung liegen parallel zum Körper 5 und oberhalb sowie unterhalb von ihm. Die Gradientenspulen für das Gradientenfeld in z-Richtung liegen quer zu seiner Längsachse am Fuß- und am Kopfende. Die Anordnung enthält auch außerdem noch eine zur Erzeugung der Magnetresonanzsignale dienende Ganz­ körperantenne 9. Zum Empfang der Magnetresonanzsignale ist zusätzlich auch eine Lokalantenne 19 vorgesehen.

Das eigentliche Untersuchungsteil 20 besteht aus den von einer strichpunktierten Linie 10 umgrenzten Spulen 1, 2, 3, 4, 7 und 8 sowie der Ganzkörperantenne 9. Das Untersuchungs­ teil 20 ist zumindest teilweise mit einem Gehäuse 21 ver­ kleidet, welches einen Untersuchungsraum zur Aufnahme des Patienten umfaßt. Mit dem Untersuchungsteil 20 ist auch die Lokalantenne 19 verbunden. Zum Betrieb der Spulen 1 bis 4 ist ein Netzgerät 11 vorgesehen. An einer Gradientenstromversor­ gung 12 liegen die Gradientenspulen 7 und 8 sowie weitere nicht dargestellte Gradientenspulen an. Ein von einem Prozeß­ rechner 17 gesteuerter Hochfrequenzsender 14 ist mit der Ganzkörperantenne 9 verbunden. Die Lokalantenne 19 ist über einen signalverstärker 15 ebenfalls wie die Ganzkörperantenne 9 an den Prozeßrechner 17 gekoppelt, an dem zur Ausgabe eines Bildes oder Daten eines Spektrums ein Bildschirmgerät 18 angeschlossen ist. Die Komponenten 14 und 15 bilden eine Hochfrequenzeinrichtung 16 zur Signalerzeugung und Signalaufnahme.

Fig. 2 zeigt die von einem Gehäuse umhüllte freibewegliche Empfangsantenne 19; mit der Teilbereiche des menschlichen Körpers 5 untersucht werden. Die Empfangsantenne 19 ist über ein steckbares flexibles Anschlußkabel 22 mit dem in der Abschirmkammer 10 aufgestellten Untersuchungsteil 20 verbun­ den. Dazu ist das Kabel 22 seitlich des Untersuchungsraums, der den Patienten aufnimmt, in das Gehäuse 21 des Unter­ suchungsteils 20 geführt und mit einer Anschlußplatine (hier nicht dargestellt) verbunden. Diese Verbindung ist aus Handhabungsgründen für einen Servicetechniker lösbar, z. B. als Steckverbindung, ausgeführt. Es soll jedoch ausdrücklich darauf hingewiesen werden, daß die Verbindung des Anschluß­ kabels an die Anschlußplatine für einen Benutzer nicht ohne weiteres zugänglich ist. Von der Anschlußplatine ist eine feste elektrische Verbindung aus der Abschirmkabine 10 heraus zum Verstärker 15 verlegt.

Das andere Ende des Anschlußkabels 22 ist über eine für einen Benutzer unmittelbar zugängliche Steckverbindung 24 mit der Empfangsantenne 19 verbunden. Die Steckverbindung 24 umfaßt einen antennenseitigen Teil 26 und einen kabelseitigen Teil 28. Der kabelseitige Teil 28 ist als Stecker ausgeführt. Im Gehäuse 29 des Steckers 28 ist ein Vorverstärker 30 angeord­ net, der die empfangenen Magnetresonanzsignale verstärkt. Die Stromversorgung des Vorverstärkers 30 ist über die Leitungen zur Übertragung der empfangenen Hochfrequenzsignale mit Hilfe von Koppel- und Entkoppelgliedern geführt. Das Kabel 22 kann aber auch zusätzliche Leitungen für die Stromversorgung des Vorverstärkers 30 enthalten.

Sind im Stecker 28 zwei oder mehr Vorverstärker 30 eingebaut (hier nicht dargestellt), dann können bei entsprechender Aktivierung der Vorverstärker 30 sowohl einfache Empfangs­ antennen 19 als auch Antennenarrays oder zirkular polarisie­ rende Antennen über die Steckverbindung 24 angeschlossen werden. Ein bei zirkular polarisierenden Antennen notwendiger Hybrid zur Phasenverschiebung und Überlagerung der Empfangs­ signale ist dann im Gehäuse 21 des Untersuchungsteils 20 angeordnet.

Claims (2)

1. Diagnostisches Magnetresonanzgerät mit einem wenigstens teilweise von einem Gehäuse (21) umgebenen Untersuchungsteil (20) zur Aufnahme eines Patienten (5) und mit einer frei be­ weglichen Empfangsantenne (19) zum Empfang von hochfrequenten Magnetresonanzsignalen, welche Empfangsantenne (19) mit einem steckbaren flexiblen Anschlußkabel (22) zur Weiterleitung der empfangenen Magnetresonanzsignale verbunden ist, da­ durch gekennzeichnet, daß ein Ende des Anschlußkabels (22) in das Gehäuse (21) des Untersuchungsteil (20) geführt ist, daß ein anderes Ende des Anschlußkabels (22) über eine Steckverbindung (24) mit der Empfangsantenne (19) verbunden ist und daß ein kabelseitiges Teil (28) der Steckverbindung (24) mindestens einen Vorverstärker (30) zur Verstärkung der empfangenen Magnetresonanzsignale umfaßt.

2. Diagnostisches Magnetresonanzgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der mindestens eine Vorverstärker (30) innerhalb eines Gehäuses (29) des kabelseitigen Teils (28) der Steckverbindung (24) angeordnet ist.