NL8801018A - Magnetisch resonantie apparaat met ontkoppelde rf-spoelen. - Google Patents

Description

«I

PHN 12.525 1 > N.V. Philips' Gloeilampenfabrieken te Eindhoven.

Magnetisch resonantie apparaat met ontkoppelde rf-spoelen.

De uitvinding heeft betrekking op een magnetish resonantie apparaat met een magneetstelsel voor het opwekken van een stationair magneetveld, een spoelenstelsel voor het opwekken van gradientvelden, een rf-zendspoel en voor detectie van in een object 5 opgewekte magnetische resonantie signalen een rf-spoelenstelsel met elkaar gedeeltelijk overlappende spoelen.

Een dergelijk apparaat is bekend uit PHN 11.935 op naam van aanvraagster. Bij een aldaar beschreven apparaat wordt als beperking ondervonden, dat ook bij gebruik van elkaar in breedte richting 10 gedeeltelijk overlappende oppervlaktespoelen voor signaal detectie de uitgebreidheid van een in een keer te meten object door de breedte afmeting van elk van de spoelen afzonderlijk wordt beperkt. In lengte richting van de spoelen gemeten kan door snel overschakelen op een opvolgende spoel wel een gebied overeenkomend met de gehele breedte van 15 het spoelenstelsel ir, een reeks worden gemeten maar doorsneden in de breedte richting kunnen daar eerst via signaalverwerking uit worden samengesteld waarbij bijvoorbeeld een grote redundantie aan meetgegevens moet worden opgeslagen en de meettijd aldus ongunstig wordt beïnvloed.

De uitvinding beoogt deze beperking op te heffen en 20 daartoe heeft een magnetisch resonantie apparaat van de in de aanhef genoemde soort volgens de uitvinding het kenmerk, dat elkaar overlappende spoelen zodanig zijn gedimensioneerd en elkaar in een zodanige mate overlappen, dat mutuele inductie daarvan tot een niet storend laag niveau is gereduceerd.

25 Doordat opvolgende spoelen in het rf-spoelenstelsel volgens de uitvinding elkaar in een zodanige mate overlappen dat geen storende mutuele inductie optreedt zijn de spoelen ontkoppeld en kan met elk van de spoelen gelijktijdig geactiveerd worden gemeten waardoor in een reeks in een richting over het overlappingsgebied of de 30 overlappingsgebieden overschreidende richting over de volle breedte van het spoelenstelsel kan worden gemeten.

In een voorkeursuitvoering zijn elkaar overlappende , 880 1 018 * 4 PHN 12.525 2 spoelen uitgevoerd als surface coils die bij voorkeur in een gezamelijk vlak gelegen en waarvan bijvoorbeeld een vast aan een drager is gehecht en een opvolgende spoel of opvolgende spoelen ten opzichte daarvan kunnen worden verschoven tot een optimale overlapping is bereikt waarna 5 de spoel in die positie kan worden gefixeerd.

De optimale overlapping kan voor elke spoel worden berekend maar kan ook een empirisch worden vastgesteld. In he bijzonder is een eerste spoel star met een starre drager verbonden en is een tweede spoel star verbonden met een starre slede die in de houder kan 10 worden verschoven.

In een verdere voorkeursuitvoering zijn elkaar overlappende spoelen zodanig uitgevoerd dat bij de optimale overlapping een minimum aan spoelgeleider overlapping optreedt waardoor de capacitieve koppeling tot een minimum is gereduceerd. In het bijzonder 15 is een van de spoelen ten minste tweemaal de geleiderbreedte korter dan een opvolgende spoel waardoor bij overlapping enkel twee kruispunt-overlappingen in de geleiders optreden.

In een verder voorkeursuitvoering is één of zijn meerdere van de elkaar overlappende spoelen als vlinderspoel uitgevoerd 20 waardoor voor een gegeven breedte van een spoelenstelsel met een geringer aantal spoelen kan worden volstaan en een automatische ontkoppeling met het zendveld is gerealiseerd. Vlinderspoelen als zodanig zijn beschreven in EP-A-8720301.5 (PHN 11.935) op naam van aanvraagster.

25 Aan de hand van de tekening zullen in het navolgende enkele voorkeursuitvoeringen volgens de uitvinding nader worden beschreven. In de tekening toont:

Figuur 1 een magnetisch resonantie apparaat uitgerust met een rf-spoelenstelsel volgens de uitvinding, 30 Figuren 2, 3 en 4 voorkeursuitvoeringen van spoelenstelsels daarvoor, en

Figuur 5 een in perspectief geschetste uitvoeringsvorm van een spoel met een instelbare overlap.

Een magnetisch resonantie apparaat zoals weergegeven in 35 figuur 1 bevat een magneetstelsel 2 voor het opwekken van een stationair homogeen magneetveld, een magneetstelsel 4 voor het opwekken van magnetische gradientvelden, voedingsbronnen 6 en 8 voor respectievelijk / .8801018 * ψ ΡΗΝ 12.525 3 het magneetstelsel 2 en het magneetstelsel 4. Een magneetspoelenstelsel 10 dienende voor het opwekken van een rf-magnetisch wisselveld is aangesloten op een radiofrequentbron 12. Voor detectie van, door het rf-zendveld in een te onderzoeken object opgewekte magnetisch resonantie 5 signalen is een oppervlaktespoel 13 opgenomen. Voor het uitlezen is de spoel 13 verbonden met een signaalversterker 14. De signaalversterker 14 is verbonden met een fasegevoelige gelijkrichter 16 die met een centrale besturingsinrichting 18 is verbonden. De centrale besturingsinrichting 18 stuurt verder een modulator 20 voor de radiofrequentbron 12, de 10 voedingsbron 8 voor de gradientspoelen en een monitor 22 voor beeldweergave. Een hoogfrequent oscillator 24 stuurt zowel de modulator 20 als de meetsignalen verwerkende fasegevoelige gelijkrichter 16. Voor eventuele koeling dient een koelinrichting 26 met koelleidingen 27. Een dergelijke koelinrichting kan uitgevoerd zijn als waterkoeling voor 15 weerstandsspoelen of als een vloeibaar stikstof of helium dewarstelsel voor supergeleidende spoelen. De binnen de magneetstelsels 2 en 4 geplaatste zendspoel 10 omsluit een meetruimte 28 die bij een apparaat voor medisch diagnostische metingen voldoende ruimte biedt voor opname van patiënten. In de meetruimte 28 kunnen aldus een stationair 20 magneetveld, gradientvelden voor positie selectie van.af te beelden doorsneden en een ruimtelijk homogeen radiofrequent wisselveld worden opgewekt. De meetruimte is tegen stoorvelden afgeschermd door een Faraday kooi 29.

Binnen een meetruimte 28 is nu volgens de uitvinding een 25 cascade van oppervlakte spoelen 32 opgesteld waardoor alle doorsneden van het object voor zover door de meetruimte 28 omvat met een goede signaal-ruis verhouding kunnen worden gemeten zonder dat enige verplaatsing van object of spoelen nodig is. In een meetruimte waarin bijvoorbeeld over een lengte van 50 cm voldoend exact bepaalde 30 gradientvelden en een voldoend ruimtelijk homogeen zendveld kan worden opgewekt, kan aldus met een cascade van oppervlakte spoelen met een afmeting van bijvoorbeeld 20 x 20 cm worden gemeten. In een dergelijke configuratie overlappen de spoelen van de cascade elkaar in een breedte richting. De mate van overlapping is zo gekozen dat de mutuele inductie 35 tussen beide spoelen daardoor wordt geminimaliseerd. In praktische gevallen blijkt dit hierbij een overlap van hier bijvoorbeeld 4 cm op te treden. Bij deze configuratie en meetmethode worden doorsneden in de .8801018 .f PHN 12.525 4 lengte richting door één en dezelfde spoel geleverd. Dit met eventueel als de randvoorwaarde de mogelijkheid dat een overgangsdoorsnede door twee opvolgende spoelen is gemeten. In de meetmethode behoeft hier derhalve ten opzichte van gebruikelijke 5 methoden niets te worden veranderd, dan een met de positie van de te meten doorsnede gesynchroniseerde, bij voorkeur snelle electronische omschakeling tussen de opvolgende spoelen.

Een cascade stelsel hiervoor is schetsmatig weergegeven in figuur 2 met opvolgende spoelen 32 die elkaar hier over een afstand b 10 van bijvoorbeeld 4 cm overlappen. Naast de ontkoppeling van de meetspoelen, tijdens de actieve periode van een zendspoel zoals die in EP 164164 is beschreven zorgt de geometrie en de overlap er voor dat geen ongewenste onderhevige overspraak tussen spoelen van de cascade optreedt. Met een voor ontkoppeling niet geoptimaliseerde overlap kunnen 15 onder gebruikmaking van elektronische ontkoppeling transversale plakken worden gemeten. Is de overlap in deze zin wel geoptimaliseerd dan kunnen ook sagittale en coronale plakken met een voldoende uitgebreidheid worden gemeten door de elkaar overlappende spoelen simultaan te gebruiken.

20 Een cascade van vlinderspoelen volgens de uitvinding is geschetst in figuur 3 waarbij hier twee opeenvolgende spoelen 32 zodanig zijn gerangschikt dat voor de vleugels de gewenste overlap b optreedt waardoor de spoelen onderling zijn ontkoppeld.

In een cascade zoals weergegeven in figuur 4 worden voor 25 het meten van sagittale of coronale doorsneden 34, 36 en 38 signalen van verschillende elkaar overlappende spoelen 31, 33, 35 en 37 gebruikt, door deze signalen, na eventuele voorversterking, aan een rf-signaal verwerkingsinrichting'toe te voeren, op te tellen en als een enkel signaal voor beeldvorming een signaal ontvangen toe te voeren. Door de 30 mate van overlapping aan een minimale onderlinge koppeling aan te passen kan gemeten worden met alle spoelen tegelijk waardoor de sagittale of coronale beeldvlakken zich over de totale breedte van de spoel kunnen uitstrekken en het voordeel van de gunstige signaal-ruis verhouding voor transversale opnamen is gehandhaafd. De sagittale en coronale opnamen 35 zijn wat betreft de signaal-ruis verhouding daarbij gelijkwaardig aan Λ een enkelvoudige 20 x 60 cm spoel.

De in figuur 5 geschetste spoel toont een starre drager .8801018 j PHN 12.525 5 40 die vast aan bijvoorbeeld een patientendrager of in het magnetisch resonantie apparaat monteerbaar is.

Een eerste spoel 42 is star aan de drager 40 gehecht en bestaat bijvoorbeeld uit koperband 50 met een dikte van 0.1 mm en een 5 breedte van 5 mm geplakt op de drager. Een tweede spoel 44 is op overeenkomstige wijze gehecht aan een starre slede 46 die in een richting B kan worden verschoven waardoor beide spoelen tot een overlap b gebracht kunnen worden. Met behulp van een meetlineaal 48 kan een bijvoorbeeld een éénmaal vastgestelde optimale overlap b worden 10 ingesteld. Met een kleminrichting 52 kan de slede in de gewenste positie ten opzichte van de drager 40 worden gefixeerd. De slede is bij voorkeur zo uitgevoerd dat beide spoelen nagenoeg in een vlak liggen maar electrisch geïsoleerd blijven.

Door de tweede spoel 44, gemeten in een lengte richting L 15 van de spoelen korter te maken dan de tweede spoel, of omgekeerd, treedt voor de stroomgeleiders 50 en het overlap op ter plaatse van kruispunten 54 waardoor onderlinge capacitieve koppeling tot een verwaarloosbaar minimum is beperkt.

.8801018

Claims (6)

1. Magnetisch resonantie apparaat met een magneetstelsei voor het opwekken van een stationair magneetveld, een spoelenstelsel voor het opwekken van een gradientveld, een rf-zendspoel en voor detectie van in een object opgewekte magnetische resonantie signalen een 5 rf-spoelenstelsel met elkaar gedeeltelijk overlappende spoelen, met het kenmerk, dat opvolgende detectie spoelen elkaar over een zodanig oppervlak overlappen dat mutuele inductie daartussen tot een niet storend minimum is beperkt.

2. Magnetisch resonantie apparaat volgens conclusie 1, met 10 het kenmerk, dat de elkaar overlappende spoelen substantieel in een gemeenschappelijk vlak gelegen oppervlakte spoelen zijn.

3. Magnetisch resonantie apparaat volgens conclusie 1 of 2, met het kenmerk, dat de elkaar overlappende spoelen ten opzichte van elkaar verplaatsbaar zijn gemonteerd.

4. Magnetisch resonantie apparaat volgens conclusie 1, 2 of 3, met het kenmerk, dat één van de elkaar overlappende spoelen vast in een starre drager is aangebracht en een tweede is gemonteerd op een in de drager verschuifbare starre slede.

5. Magnetisch resonantie apparaat volgens één der 20 voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat de geometrie van stroomgeleiders van elkaar overlappende spoelen zijn uitgevoerd voor een minimale onderlinge capacitieve koppeling.

6. Spoelenstelsel met elkaar zodanig overlappende of tot overlapping te brengen spoelen dat de mutuele inductie daarvan tot een 25 niet storend minimum is beperkt. .8801018