DE69317327T2 - Asymmetrische Hochfrequenzspulenanordnung für Bilderzeugung mittels magnetischer Resonanz - Google Patents

Description

Hintergrund der Erfindung
• Das Gebiet der Erfindung ist Magnetresonanz-Bildgebungssysteme und insbesondere sind es Spulen, die in derartigen Systemen verwendet werden, um die Kerne anzuregen und elektrische Signale zu empfangen, die von den Kernen erzeugt werden.
• Jeder Kern, der ein magnetisches Moment besitzt, versucht, sich selbst mit der Richtung des Magnetfeldes auszurichten, in dem er angeordnet ist. Dabei präzessiert der Kern jedoch um diese Richtung bei einer charakteristischen Winkelfrequenz (Larmor-Frequenz), die von der Stärke des Magnetfeldes und von den Eigenschaften der speziellen Kernspezies abhängt (die magnetogyrische Konstante γ des Kerns). Kerne, die diese Erscheinung aufweisen, werden hier als "Spins" bezeichnet.
• Wenn eine Substanz, wie beispielsweise menschlisches Gewebe, einem gleichförmigen Magnetfeld (polarisierendes Feld B&sub0;) ausgesetzt wird, versuchen sich die einzelnen magnetischen Momente der Spins in dem Gewebe mit diesem polarisierenden Feld auszurichten, aber sie präzessieren um dieses in einer zufälligen Art und Weise bei ihrer charakteristischen Larmor-Frequenz. Es wird ein resultierendes magnetisches Moment Mz in der Richtung des polarisierenden Feldes erzeugt, aber zufällig orientierte magnetische Komponenten in der senkrechten oder quer angeordneten Ebene (X-Y Ebene) heben sich gegenseitig auf. Wenn die Substanz oder das Gewebe einem Magnetfeld (Anregungsfeld B&sub1;) ausgesetzt wird, das in der X-Y Ebene liegt und das nahe der Larmor-Frequenz ist, kann das resultierende ausgerichtete Moment (Mz) in die X-Y Ebene gedreht oder "gekippt" werden, um ein resultierendes magnetisches Quermoment Mt zu erzeugen, das in der X-Y Ebene bei der Larmor-Frequenz rotiert oder seine Spinnbewegung ausführt. Der praktische Wert dieser Erscheinung liegt in dem elektrischen Signal, das von den angeregten Spins emittiert wird, nachdem das Anregungssignal B&sub1; beendet wird. Es gibt eine breite Vielfalt von Meßsequenzen, in denen diese Kernmagnetresonanz ("NMR")-Erscheinung ausgenutzt wird.
• Wenn NMR bzw. NMR zur Erzeugung von Bildern ausgenutzt wird, wird eine Technik angewendet, um NMR Signale von speziellen Stellen in dem Subjekt zu erhalten. Üblicherweise wird der Bereich, der abgebildet werden soll (interessierender Bereich), durch eine Sequenz von NMR Meßzyklen abgetastet bzw. gescant, die sich gemäß dem jeweiligen verwendeten Lokalisierungsverfahren ändern. Der entstehende Satz von empfangenen NMR Signalen wird digitalisiert und verarbeitet, um das Bild zu rekonstruieren, wobei eine von vielen bekannten Rekonstruktionstechniken verwendet wird. Um eine derartige Abtastung (Scan) auszuführen, ist es selbstverständlich notwendig, NMR Signale aus spezifischen Stellen in dem Subjekt herauszuholen. Dies wird durch Verwendung von Magnetfeldern (Gx, Gy und Gz) erreicht, die die gleiche Richtung wie das polarisierende Feld B&sub0; haben, die aber einen Gradienten entlang den entsprechenden X, Y und Z Achsen haben. Die Feldgradienten werden durch ein Trio von Spulen erzeugt, die um das abzubildende Objekt herum angeordnet sind. Durch Steuern der Stärke dieser Gradienten während jedes NMR Zyklus kann die räumliche Verteilung der Spinanregung gesteuert und die Lage der entstehenden NMR Signale identifiziert werden.
• Das Anregungsmagnetfeld nahe der Larmor-Frequenz wird durch eine getrennte Spule erzeugt, die neben dem interessierenden Bereich in dem abzubildenden Objekt angeordnet ist. Wenn ein Bild von im wesentlichen dem gesamten Objekt gewünscht wird, wird eine große Spule, die häufig als eine "Körperspule" bezeichnet wird und die sich um das gesamte Objekt herum erstreckt, verwendet, um die rotierenden Kerne anzuregen und die entstehenden elektrischen Signale zu empfangen. In anderen Situationen, wenn nur ein kleiner Teil von dem Objekt( wie beispielsweise der Kopf von einem medizinischen Patienten) abgebildet werden soll, wird eine kleinere Hochfrequenzspule um diesem Abschnitt des Objektes herum angeordnet. Die Verwendung von lokalisierten Spulen erzeugt ein homogeneres Anregungsfeld in dem gewünschten Teil.
• Ein üblicher Typ von Hochfrequenzspule ist zylindrisch mit einer leitenden Schleife an jedem Ende und axialen leitenden Elementen, die die Schleifen an periodischen Intervallen um ihren Umfang herum verbinden, wie es in US-A-4,680,548 und US- A-4,692,705 beschrieben ist. In einer Version sind Kondensatoren in den Endschleifen zwischen benachbarten axialen Leiterelementen angeordnet. Die Spule bildete eine Transmissionsmatrix in Form einer endlosen Schleife, die durch zwei zueinander senkrechte Signale angeregt wurde, um ein rotierendes elektromagnetisches Anregungsfeld in der Spule zu erzeugen. Bisher waren die HF Anregungsspulen symmetrisch, so daß die elektrischen Signale gleichförmig um die Spule herum wanderten, um ein höchst homogenes Anregungsfeld auszubilden. Aufgrund seiner Form und seines Erscheinungsbildes wird diese Spulenstruktur häufig als ein "Vogelkäfig" bezeichnet.
• Vogelkäfigspulen sind in Vollkörperspulen und in lokalisierten Spulen für den Kopf von einem Patienten verwendet worden. Für diesen letzten Anwendungsfall wurde die Spule über den Kopf gestülpt, bis ihr Ende auf den Schultern des Patienten ruht. Da der optimale Bildgebungsbereich in dem mittleren Abschnitt der Spule liegt aufgrund der Feldinhomogenität nahe den Enden, ist die Fähigkeit dieses Typs von Kopf spule, den Hals des Patienten bildlich darzustellen, begrenzt.
Zusammenfassung der Erfindung
• Gemäß einem ersten Aspekt der Erfindung wird eine MR Hochfrequenzspule geschaffen, enthaltend eine erste Endschleife mit einer ersten Anzahl von Reaktanzvorrichtungen, die mit einem getrennten Knoten zwischen benachbarten Reaktanzvorrichtungen der ersten Anzahl in Reihe geschaltet sind; eine zweite Endschleife mit einer zweiten Anzahl von Reaktanzvorrichtungen, die mit einem getrennten Knoten zwischen benachbarten Reaktanzvorrichtungen der zweiten Anzahl in Reihe geschaltet sind, wobei jede der zweiten Anzahl von Reaktanzvorrichtungen eine Reaktanz hat, die davon abhängt, wo die entsprechende Reaktanzvorrichtung in der zweiten Schleife angeordnet ist, und mehrere Leiterelemente, die elektrisch zwischen Knoten der ersten und zweiten Endschleifen verbunden sind, wobei wenigstens einige der mehreren Leiterelemente andere Längen haben als andere der mehreren Leiterelemente.
• Gemäß einem zweiten Aspekt der Erfindung wird eine MR Hochfrequenzspule mit einer Anzahl periodischer Elemente geschaffen, die zur Bildung einer Endlosschleife in Reihe geschaltet sind, wobei jedes periodische Element ein Leiterelement mit zwei Enden und einer gegebenen Induktivität, wobei die Induktivität von wenigstens einigen der periodischen Elemente sich wesentlich von der Induktivität von anderen periodischen Elementen unterscheidet; ein erstes Paar von Kapazitätselementen, von denen jeweils ein erster Anschluß mit dem einen Ende von dem Leiterelement verbunden ist und ein zweiter Anschluß mit einem Kapazitätselement von einem benachbarten periodischen Element verbunden ist, und ein zweites Paar von Kapazitätselementen enthält, von denen jeweils ein erster Anschluß mit dem anderen Ende von dem Leiterelement verbunden ist und ein zweiter Anschluß mit einem Kapazitätselement in einem benachbarten periodischen Element verbunden ist; wobei die ersten und zweiten Paare der Kapazitätselemente Kapazitäten haben, die durch die Induktivität von dem Leiterelement bestimmt ist.
• Somit enthält eine MR Hochfrequenzspule eine erste Endschleife, die durch mehrere leitende erste Segmente gebildet ist, die mit einem Knoten zwischen benachbarten Segmenten in Reihe verbunden sind. Eine zweite Endschleife ist im Abstand von der ersten Endschleife entlang einer Mittelachse angeordnet und hat mehrere leitende zweite Segmente, die durch mehrere Knoten in Reihe verbunden sind. Eine Anzahl von Leiterelementen mit unterschiedlichen Längen sind elektrisch zwischen Knoten von den ersten und zweiten Endschleifen verbunden. Da die Leiterelemente unterschiedliche Längen haben, ist wenigstens eine der Endschleifen nicht-planar.
• Eine von mehreren Reaktanzvorrichtungen ist zwischen zwei Abschnitte von den vielen ersten und zweiten Segmenten gekoppelt. Jede derartige Vorrichtung hat eine Reaktanz, die sich in Abhängigkeit davon ändert, wo diese Vorrichtung in der ersten oder zweiten Endschleife angeordnet ist. In dem bevorzugte Ausführungsbeispiel der MR Hochfrequenzspule sind einige der Segmente von einer nicht-planaren Endschleife durch koaxiale Kabel gebildet, die einen Mittelleiter haben, der zwischen zwei Knoten von der ersten Endschleife verbunden ist. Die Segmente mit Koaxialkabeln haben keine Kondensatoren; dagegen haben alle übrigen Segmente von dieser Endschleife Kondensatoren.
• Somit ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung eine Hochfrequenzspule für ein MR Bildgebungssystem zu schaffen, die geformt sein kann, um sich an die Anatomie von einem abzubildenden Objekt anzupassen. Selbst wenn eine derartige Anpassung bestimmt, daß die Spule eine asymmetrische Form hat, ist die Spule so aufgebaut, daß sie ein relativ homogenes Magnetfeld in einem bildgebenden Volumen erzeugt.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
• Die Erfindung wird nun mit weiteren Einzelheiten anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben, in denen:
• Figur 1 ein Blockdiagramm von einem MR System ist, das die vorliegende Erfindung verwendet;
• Figur 2 eine schematische Darstellung von einer Hochfrequenzspule für das MR System ist; und
• Figur 3 ein Transmissionsmatrixmodell von einer Spule gemäß der Erfindung darstellt.
Detaillierte Beschreibung der Erfindung
• Es wird zunächst auf Figur 1 Bezug genommen, in der in Blockdiagrammform die Hauptkomponenten von einem MR System gezeigt sind, in dem die Erfindung verwendet werden kann und das von der General Electric Company unter dem Handelsnamen "SIGNA" vertrieben wird. Der gesamte Betrieb des Systems ist unter der Steuerung von einem Host-Cornputersystem, das allgemein mit 100 bezeichnet ist und das einen Hauptcomputer 101 (wie beispielsweise einen Data General MV7800) enthält. Dem Computer ist ein Interface 102 zugeordnet, durch das mehrere periphere Computervorrichtungen und andere MR Systemkomponenten gekoppelt werden können. Unter den peripheren Computervorrichtungen befindet sich ein Magnetbandantrieb 104, der unter der Steuerung des Hauptcomputers Patientendaten und Bilder auf Band archiviert. Verarbeitete Patientendaten können auch in einer Bildscheibenspeichervorrichtung gespeichert werden, die mit 110 bezeichnet ist. Die Funktion des Bildprozessor 108 besteht darin, für eine interaktive Bilddisplaymanipulation zu sorgen, wie beispielsweise Vergrößerung, Bildvergleich, Grau-Skala-Einstellung und Realzeit-Datendisplay. Das Computersystem ist mit einer Einrichtung versehen, um Rohdaten (d.h. vor Bildkonstruktion) zu speichern, die ein mit 112 bezeichnetes Scheiben-Datenspeichersystem verwendet. Eine Operator-Konsole 116 ist ebenfalls mit dem Computer durch das Interface 102 gekoppelt und gibt dem Operator das Mittel, um Daten, die für eine Patientenuntersuchung wichtig sind, und auch zusätzliche Daten einzugeben, die für einen richtigen Betrieb des MR Systems notwendig sind, wie beispielsweise Kalibrieren, Initialisieren und das Beenden von Abtastungen Die Operator-Konsole 116 wird auch dazu verwendet, Bilder darzustellen, die auf Scheiben oder einem Magnetband gespeichert sind.
• Das Computersystem 100 übt eine Steuerung über das MR System über eine Systemsteuerung 118 und ein Gradientenverstärkersystem 128 aus. Der Computer 100 kommuniziert mit der Systemsteuerung 118 durch eine Verbindung 103 in einer für den Fachmann bekannten Weise. Die Systemsteuerung 118 enthält mehrere Subsysteme, wie beispielsweise ein Puissteuermodul (PCM) 120, einen Array-Prozessor 106, einen Hochfrequenz-Sendeempfänger (Transceiver) 122, ein Status- und Steuermodul (SCM) 124 und die Leistungsversorgungen, die allgemein mit 126 bezeichnet und notwendig sind, um die Komponenten zu speisen. Das PCM 120 verwendet Steuersignale, die von dem Hauptcomputer 101 geliefert werden, um digitale Zeitsteuer- und Steuersignale zu liefern, wie beispielsweise die digitalen Kurven, die eine Gradientenspulenanregung steuern, und auch HF Mantelkurven, die in dem Transceiver 122 verwendet werden, um die HF Anregungspulse zu modulieren. Die Gradientenkurven werden an das Gradientenverstärkersystem 128 angelegt, das allgemein von Gx, Gy bzw. Gz Verstärkern 130, 132 und 134 gebildet ist. Jeder Verstärker 130, 132 und 134 regt eine entsprechende Gradientenspule in einer Anordnung an, die allgemein mit 136 bezeichnet ist. Im erregten Zustand erzeugen die Gradientenspulen Magnetfeldgradienten Gx, Gy und Gz des Magnetfeldes in der gleichen Richtung wie das polarisierende Hauptmagnetfeld, wobei die Gradienten in zueinander senkrechten X, Y und Z Achsrichtungen von einem kartesischen Koordinatensystem gerichtet sind.
• Die Gradientenmagnetfelder werden in Kombination mit Hochfrequenzpulsen verwendet, die durch den Transceiver 122, den HF Verstärker 123 und die HF Spule 138 generiert werden, um räumliche Information in die MR Signale zu kodieren, die aus dem Bereich des Patienten austreten, der untersucht wird. Von dem pulssteuermodul 120 gelieferte Kurven und Steuersignale werden von dem Transceiver-Subsystem 122 zur HF Trägermodulation und Modensteuerung verwendet. Im Sendemodus liefert der Sender eine Hochf requenzkurve, die gemäß den Steuersignalen moduliert sind, an einen HF Leistungsverstärker 123, der dann die HF Spule 138 erregt, die in der Hauptmagnetanordnung 146 angeordnet ist, um das Anregungsfeld B&sub1; zu erzeugen. Die MR Signale, die von den angeregten Kernen in dem Patienten abgestrahlt werden, werden von der HF Spule abgetastet und durch einen Vorverstärker 139 verstärkt. Die MR Signale werden in dem Empfängerabschnitt des Transceivers 122 verstärkt, demoduliert, gefiltert und digitalisiert&sub4; Für eine detaillierte Beschreibung des Transceivers 122 wird auf die US-Patente 4,952,877 und 4,992,736 verwiesen, die durch diese Bezugnahme in die vorliegende Offenbarung eingeschlossen werden. Die verarbeiteten MR Signale werden zu dem Array-Prozessor 106 übertragen zur Verarbeitung durch eine dezidierte, unidirektionale Verbindung 105.
• Es wird noch weiter auf Figur 1 Bezug genommen; das PCM 120 und das SCM 124 sind unabhängige Subsysteme, die beide mit dem Hauptcomputer 101, dem peripheren System, wie beispielsweise einem Patientenpositionierungssystem 152, und auch mit einer anderen Einrichtung der seriellen Kommunikationsverbindung 103 kommunizieren. Das SCM 124 enthält Mittel zum Gewinnen von Information über die Patientengestellposition und auch die Position des bewegbaren Patientenausrichtungs-Lichtfächerbündels (nicht gezeigt). Diese Information wird von dem Hauptcom puter 101 verwendet, um Bilddisplay- und Rekonstruktionsparameter zu modifizieren. Das SCM 124 initiiert auch Funktionen, wie beispielsweise die Betätigung der Patiententransport- und Ausrichtungssysteme.
• Die Gradientenspulenanordnung 136 und die HF Sende- und Empfängerspulen 138 sind in der Bohrung von dem Magneten angebracht, der zum Erzeugen des polarisierenden Magnetfeldes benutzt wird. Der Magnet bildet einen Teil von der Hauptmagneteinrichtung, die das Patientenausrichtungssystem 148 enthält. Eine Ausgleichs- bzw. Shimleistungsversorgung 140 wird zum Erregen einer Shimspule verwendet, die dem Hauptmagneten zugeordnet und verwendet wird, um Inhomogenitäten in dem polarisierenden Magnetfeld zu korrigieren. Im Falle eines supraleitenden Magneten wird die Hauptleistungsversorgung 142 dazu verwendet, das von dem Magneten erzeugte polarisierende Feld auf die richtige Betriebsstärke zu bringen, und dann wird sie abgeschaltet. Das Patientenausrichtungssystem 148 arbeitet in Verbindung mit einem Patientengestell- und Transportsystem 150 und ein Patientenpositioniersystem 152. Um eine Interferenz von externen Quellen zu minimieren, sind diese MR Systemkomponenten in einem HF-abgeschirmten Raum eingeschlossen, der allgemein mit 144 bezeichnet ist.
• Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine neuartige HF Spule 138, und Figur 2 stellt ein Ausführungsbeispiel von diesem Spulendesign zur Verwendung bei der bildlichen Darstellung des Kopfes von einem Patienten dar. Die HF Spule 138 hat zwei elektrisch leitende Endschleifen 161 und 162, die entlang einer gemeinsamen Mittelachse im Abstand zueinander angeordnet sind. Diese Endschleifen können kreisförmig, elliptisch sein oder eine andere Form haben, was von der gewünschten Geometrie der Mittelöffnung der Spule abhängt, um den Teil des Patientenkörpers aufzunehmen, der abgebildet werden soll. Sechszehn leitende axiale Elemente 164 - 179 verbinden die zwei Endschleifen 161 und 162 an Knotenpunkten miteinander, um eine Spulenstruktur zu bilden, die einem Käfig ähnelt, deshalb der Name "Vogelkäfig", durch den die Spulen mit diesem generischen Design üblicherweise bezeichnet werden. Die Struktur der Spulenleiter definiert einen zylindrischen Bild-gebenden Raum innerhalb der Spule. Obwohl die als Beispiel dargestellte Feldspule 138 sechszehn leitende axiale Elemente hat, können HF Spulen gemäß der vorliegenden Erfindung mit einer größeren oder kleineren Anzahl von axialen Elementen aufgebaut werden. Die HF Spule wird vorzugsweise dadurch ausgebildet, daß Leiter auf eine Hauptoberfläche von einem Rohr aufgebracht werden, das für eine einfache Darstellung nicht gezeigt ist.
• Auf gegenüberliegenden Seiten der Spule sind gewählte axiale Elemente 167 - 170 und 175 - 178 kürzer als die übrigen Elemente, wodurch zwei Einbuchtungen in dem einen Ende der rohrförmigen Spule hervorgerufen werden. Die Einbuchtungen sind so bemessen, daß sie die Schultern von einem bildlich darzustellenden Patienten aufnehmen, damit sich dieses Ende der Spule 138 über den oberen Abschnitt von dem Thorax des Patienten erstreckt. Die Verlängerung der Spule über diesen anatomischen Abschnitt verbessert die bildliche Darstellung des Patientenhalses und des oberen Brustkorbes. Während also die erste Endschleife planar ist, ist die zweite Endschleife nicht-planar und bildet eine Spule 138, die asymmetrisch ist. Die Abweichung der Spule von einer Symmetrie in allen Richtungen beeinflußt nachteilig die Homogenität des HF Feldes, das innerhalb der Spule erzeugt wird. Wie nachfolgend beschrieben wird, kompen siert die vorliegende Spule die Inhornogenität, indem Elemente von unterschiedlicher Kapazität in den Endschleifen 161 und 162 angeordnet werden.
• Segmente von der ersten Endschleife 161 zwischen benachbarten axialen Elementen 164 - 179 sind etwa an ihrem Mittelpunkt unterbrochen. Ein separater Kondensator 181 - 196 überbrückt die Unterbrechung in jedem ersten Schleifenelement. Jeder Kondensator 181 - 196 kann einen an der Oberfläche befestigten Kondensator aufweisen oder kann dadurch ausgebildet werden, daß die Abschnitte von dem Schleifenelement mit dielektrischem Material dazwischen überlappt werden. Segmente der zweiten Endschleife 162 zwischen benachbarten axialen Elemente 164 - 179 enthalten ähnliche Kondensatoren 201 - 216, mit Ausnahme von Segrnenten zwischen axialen Elementen 167 - 168, 169 - 170, 175 - 176 und 177 - 178.
• Die Kapazität von jedem Kondensator hängt von der Induktivität der benachbarten axialen Elemente ab. Beim Bestimmen des Wertes von einem speziellen Kondensator wird die HF Spule 138 als eine sechszehn Elemente aufweisende periodische Struktur analysiert, die in Figur 3 gezeigt ist, wobei ein periodischer Abschnitt der Struktur mit 218 bezeichnet ist. Es sei darauf hingewiesen, daß jeder Kondensator in Figur 2 durch zwei Kondensatoren dargestellt ist, einen in jedem benachbarten periodischen Element gemäß Figur 3. In einer bekannten Vogelkäfigspule, wo alle axialen Elemente von gleicher Länge waren, waren die Induktivität L und die Kapazität C an allen Stellen um die Spule herum im wesentlichen gleich und waren so gewählt, daß die HF Spule bei der Larmor-Frequenz in zwei orthogonalen Schwingungsmoden schwingt.
• Die gleiche Schaltungsanalyse, die für diese bekannten symmetrischen MRI Hochfrequenzspulen verwendet wurde, wird zum Definieren von Anfangswerten für die Kondensatoren 181 - 196 und 201 - 216 in der vorliegenden HF Spule 138 verwendet, als ob die Spule symmetrisch sei, d.h. keine Einbuchtung in der Endschleife 162 hat. Diejenigen Kondensatoren, wie beispiels weise die Komponenten 196 und 216, die sich zwischen zwei eine volle Länge aufweisenden axialen Elementen befinden, haben diesen Anfangskapazitätswert. Der Wert von einem Kondensator in einem periodischen Element mit einem kürzeren axialen Element entspricht dem Unterschied der Induktivität des axialen Elements von dem berechneten Anfangswert. Das heißt, die Induktivität L von dem axialen Element in der Spule 138 ist gegeben durch L = m Li, wobei Li der Anfangswert der Induktivität für eine symmetrische Spule ist; dann ist die Kapazität C von jedem Kondensator in dem periodischen Element gegeben durch C = wobei C&sub1; der Anf angswert der Kapazität für eine symmetrische Spule ist. Für den Fachmann wird deutlich, daß der Wert für jeden Kondensator 181 - 196 und 201 - 216 in der in Figur 2 gezeigten Spule 138 eine Kombination von zwei Kapazitäten in benachbarten periodischen Elementen in Figur 3 ist. Einige der Kondensatoren kann einstellbar sein, um die Spule 138 abzustimmen, damit sie bei der Larmor-Frequenz in zwei orthogonalen Moden schwingt.
• Die HF Spule 138 wird von dem HF Verstärker 123 durch zwei 90º phasenverschobene Rochfrequenzsignale erregt. Das eine Signal wird über Leiter 226 an den Kondensator 181 in der ersten Endschleife 161 angelegt. Das andere HF Signal wird über Leiter 228 und über den Kondensator 185 angelegt, der in einem Abstand von 90º um die erste Endspule 161 herum von dem Kondensator 181 angeordnet ist. Die 90º verschobenen Anregungssignale können an anderen Stellen auf der ersten Spule 161 oder an die zweite Schleife 162 angelegt werden. In anderen Ausführungsbei spielen der Erfindung könnten diese Signale an axiale Elemente angelegt werden.
• Die Segmente der zweiten Schleife 162 zwischen axialen Elementen 167 - 168, 169 - 170, 175 - 176 und 177 - 178 sind durch koaxiale Kabel 221, 222, 223 bzw. 224 gebildet und enthalten keine Kondensatoren. Jedes Koaxialkabel 221 - 224 hat einen Mittelleiter, der mit Enden von den zwei benachbarten axialen Elementen verbunden ist, beispielsweise ist der Mittelleiter des Kabels 221 in der zweiten Endschleife 162 zwischen axialen Elementen 167 und 168 verbunden. Die äußere koaxiale Abschirmung von jedem Kabel 221 - 224 ist nicht verbunden. Da diese Segmente der zweiten Endschleife 162 keinen Kondensator enthalten, wird die notwendige Kapazität zum Abstimmen der Spule auf das entsprechende Element von der ersten Endschleife 161 übertragen. Somit haben die Kondensatoren 183, 185, 191 und 193 den halben Wert von dem berechneten, wie es oben beschrieben ist, da der parallele Kondensator in der zweiten Endschleife 162 entfernt worden ist.
• Da die Größe des Stroms, der durch die Endschleifen von einer sechszehn Elemente aufweisenden Vogelkäfigspule fließt, mehr als das Doppelte des Stroms in den axialen Elementen beträgt, trägt der Endschleifenstrom in signifikanter Weise zu dem Bildgebungsfeld bei. Eine frühere Version von der ausgebuchteten HF Spule ohne die koaxialen Kabel 221 - 224 erzeugte einen wesentlichen Grad an Inhomogenität in dem Bildgebungsfeld innerhalb der Spule aufgrund des Strornflusses in den Spulenaus buchtungen.
• Die Koaxialkabel 221 - 224 stellen einen Teil der Feldhomogenität wieder her. Der Strom, der durch den Mittelleiter von diesen Koaxialkabeln fließt, erzeugt einen Strom in der entgegengesetzten Richtung in ihren Abschirmungen, obwohl die Abschirmungen elektrisch schwimmend sind. Im Falle der HF Spule 138 trägt der Rückwärtsstrom in den Abschirmungen der Koaxialkabel zu dem Bild-gebenden Feld bei, und der Strom in dem Mittelleiter hat einen minimalen Einfluß. Indern die Richtung des Bild-gebenden Stroms in den Segrnenten von der zweiten Endschleife 162 mit den Koaxialkabeln 221 - 224 umgekehrt wird, wird ein homogeneres Anregungsfeld erzeugt.

Claims (9)

1. MR Hochfrequenzspule enthaltend:

eine erste Endschleife (161) mit einer ersten Anzahl von Reaktanzvorrichtungen (181-196), die mit einem getrennten Knoten zwischen benachbarten Reaktanzvorrichtungen (181-196) der ersten Anzahl in Reihe geschaltet sind,

eine zweite Endschleife (162) mit einer zweiten Anzahl von Reaktanzvorrichtungen (201-216), die mit einem getrennten Knoten zwischen benachbarten Reaktanzvorrichtungen (201-216) der zweiten Anzahl in Reihe geschaltet sind, wobei jede der zweiten Anzahl von Reaktanzvorrichtungen (201-216) eine Reaktanz hat, die davon abhängt, wo die entsprechende Reaktanzvor richtung in der zweiten Schleife (162) angeordnet ist, und

mehrere Leiterelemente (164-179), die elektrisch zwischen Knoten der ersten und zweiten Endschleifen (161, 162) verbunden sind, wobei wenigstens einige der mehreren Leiterelemente (167-170, 175-178) andere Längen haben als andere der mehreren Leiterelemente (171-174, 179, 164-166).

2. MR Hochfrequenzspulen nach Anspruch 1, wobei jede Reaktanzvorrichtung in den ersten und zweiten Anzahlen von Reaktanzvorrichtungen (181-196, 201-216) einen Kondensator aufweist.

3. MR Hochfrequenzspule nach Anspruch 1 oder 2, wobei jede Reaktanzvorrichtung (181-196, 201-216) in den ersten und zweiten Anzahlen eine Kapazität hat, die durch die Induktivität von denjenigen Leiterelementen (164-179) bestimmt ist, die an Knoten angeschlossen sind, mit denen die entsprechende Reaktanzvorrichtung verbunden ist.

4. MR Hochfrequenzspule nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die zweite Endschleife (162) ferner ein Koaxialkabel (221-224) mit einem Mittelleiter aufweist, der in Reihe mit der zweiten Anzahl von Reaktanzvorrichtungen (201-216) und zwischen zwei Knoten der zweiten Endschleife (162) verbunden ist.

5. MR Hochfrequenzspule nach Anspruch 4, wobei die äußere Abschirmung des Koaxialkabels (221-224) unverbunden ist.

6. MR Hochfrequenzspule nach Anspruch 4 oder 5, wobei Segmente der zweiten Endschleife (162), die das Koaxialkabel (221-224) haben, keine Reaktanzvorrichtung enthalten.

7. MR Hochfrequenzspule nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die erste Endschleife (161) planar und die zweite Endschleife (162) nicht-planar ist.

8. MR Hochfrequenzspule nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die mehreren Leiterelernente (164-179) penodisch im Abstand um die ersten und zweiten Endschleifen (161, 162) herum angeordnet sind.

9. MR Hochfrequenzspule mit einer Anzahl periodischer Elemente (218), die zur Bildung einer Endlosschleife in Reihe geschaltet sind, wobei jedes periodische Element enthält:

ein Leiterlernent mit zwei Enden und einer gegebenen Induktivität, wobei die Induktivität von wenigstens einigen der periodischen Elemente sich wesentlich von der Induktivität von anderen periodischen Elementen unterscheidet,

ein erstes Paar von Kapazitätselementen, von denen jeweils ein erster Anschluß mit dem einen Ende von dem Leiterelement verbunden ist und ein zweiter Anschluß mit einem Kapazitätselement von einem benachbarten periodischen Element verbunden ist, und

ein zweites Paar von Kapazitätselernenten, von denen jeweils ein erster Anschluß mit dem anderen Ende von dem Leiterelement verbunden ist und ein zweiter Anschluß mit einem Kapazitätselement in einem benachbarten periodischen Element verbunden ist,

wobei die ersten und zweiten Paare der Kapazitätselemente Kapazitäten haben, die durch die Induktivität von dem Leiterelement bestimmt sind.