WO2010142760A2 - Sensor sowie magnetfeldeinheit zur verwendung innerhalb eines magnetresonanztomographie-systems oder eines magnetresonanzspektroskopie-systems - Google Patents

Sensor sowie magnetfeldeinheit zur verwendung innerhalb eines magnetresonanztomographie-systems oder eines magnetresonanzspektroskopie-systems Download PDF

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    • G01R33/3804—Additional hardware for cooling or heating of the magnet assembly, for housing a cooled or heated part of the magnet assembly or for temperature control of the magnet assembly

Definitions

  • the invention relates to a sensor and a magnetic field unit for use within a magnetic resonance tomography system or a magnetic resonance spectroscopy system for dental applications for the targeted representation of small volumes within the oral cavity, such as one or more teeth.
  • MRI is an imaging technique that can only be used to a limited extent for dental applications in the field of temporomandibular joint diagnosis and for the planning of orthodontic surgery today.
  • DE 20 2007 008 008 U1 discloses a device for tomography for tissue examinations of body parts, in particular in the mouth area on the basis of mechanical excitations, wherein an arrangement of mechanical exciters is arranged on means for stationary alignment, which are advantageously insertable into the mouth.
  • DE 101 47 743 C1 discloses a high-frequency coil which is adapted as closely as possible to the anatomy of the body part to be examined by means of a device made of a special polymer material. As a result, a higher signal-to-noise ratio can be achieved.
  • the object of the present invention is to provide a sensor and a magnetic field unit for use in a magnetic resonance tomography or magnetic resonance spectroscopy system, which are tailored to a dental-specific use and are particularly suitable for improved imaging of one or more teeth.
  • the sensor according to the invention for use within a magnetic resonance tomography system comprises at least one receiving coil for measuring a high-frequency field.
  • the at least one receiving coil and at least one gradient coil system for generating a gradient field are mounted on a holder, which is at least partially insertable together with the at least one receiving coil and the at least one gradient coil system in an oral cavity in the immediate vicinity of an object to be examined.
  • the receiver coil can be brought as close as possible to an object to be examined and thus a higher signal to-noise ratio in the received signal can be achieved.
  • a fixation of the gradient coil system and also the receiving coil with respect to the object to be examined is possible without having to fix the patient. In this way, it is possible to avoid errors caused by a movement of the object relative to the gradient coil system and to the receiving coil, without impairing the well-being of the patient during reception by an external fixation.
  • the at least one receiving coil and / or at least one coil of the at least one gradient coil system are formed as planar coils and the holder advantageously has plate-shaped elements.
  • the dimensions of the sensor can be kept as small as possible, so that it can easily be brought in completely or at least partially into an oral cavity.
  • the at least one receiving coil and / or at least one coil of the at least one gradient coil system are saddle-shaped and are held in a U- or V-shaped holder, so that the coils extend around the object to be examined on three sides.
  • the object to be recorded that is, for example, a tooth or a plurality of teeth, surrounded by at least two accessible sides of the sensor to obtain the best possible measurement signal.
  • at least two receiver coils and / or at least two coils of the gradient coil system are mounted on the holder and introduced into the oral cavity such that the at least two receiver coils and / or the at least two coils of the gradient coil system respectively on at least two different sides of the object to be examined, for example a tooth or a plurality of teeth are arranged.
  • the tooth can be surrounded by the sensor from different sides in order to obtain the best possible measuring signal.
  • the senor is fixedly or removably mounted on a bite rail.
  • the sensor can be fixed by biting the patient on the bite rail during a total recording time.
  • the bite rail has a guide rail and the sensor is held longitudinally displaceable along the guide rail.
  • the position of the sensor on the bite rail can be chosen so that the sensor extends after insertion of the bite rail in the mouth on the teeth to be examined.
  • At least two sensors can be introduced at least partially into the oral cavity at the same time, wherein the at least two sensors can be read out alternately either simultaneously, temporally or in terms of time.
  • the two Sensors can be read, for example, during a common time window.
  • the two sensors can also be read in each case during a time window, wherein these time windows can overlap in time or follow each other in time without overlapping.
  • the at least two sensors can be positioned in the oral cavity so that at the same time an object to be examined can be detected on the upper jaw and one on the lower jaw.
  • teeth in the upper jaw and in the lower jaw can be measured simultaneously or at least after only one positioning step.
  • the receiving coil is used as a transmitting coil for generating a high-frequency field.
  • a transmission coil can be saved in the MRT system in which the sensor according to the invention is to be used.
  • a transmitting coil for generating a high-frequency field is arranged on the holder of the sensor.
  • the transmitting coil of the MR system in which the sensor according to the invention is to be used can be designed as an additional coil and be arranged on the holder of the sensor .
  • at least one permanent magnet is provided for generating a main magnetic field, which is connected via a bracket, which allows the return of the magnetic flux with the holder, wherein the permanent magnet to the outside of the holder is spaced and remains outside the oral cavity when the holder within the oral cavity is positioned.
  • the at least one spaced apart from the outside of the holder permanent magnet is removably attached to the bracket.
  • the permanent magnet is replaceable. It is therefore possible to provide various permanent magnets and in each case to select a permanent magnet adapted to the patient and the examination objective and to fasten it to the bracket.
  • the bracket is removably attached to the bracket. This makes it possible to use different brackets.
  • one can be selected and used on the anatomy of the patient and on the position of the object to be examined, for example a molar or an incisor.
  • a holding device which can be arranged on the head of the patient and to which the at least one spaced apart from the outside of the holder permanent magnet is attachable.
  • the weight of the permanent magnet can be carried by the holder on the head and does not have to be held by the patient with the teeth.
  • the invention comprises a magnetic field unit for use within an MR system which comprises at least one permanent magnet for generating a main magnetic field, at least one gradient coil system for generating a gradient field and at least one receiver coil for generating a high-frequency field and uses the sensor according to the invention, wherein the at least one permanent magnet is arranged on the holder or partially or completely replaces the holder.
  • the integration of a permanent magnet into the sensor according to the invention makes it possible to provide a very small, cost-effective, largely intraoral magnetic field unit of an MRI system, which is tailored to dental applications.
  • the magnetic field unit according to the invention which comprises all system components of a magnetic resonance tomograph, thus represents an intra-oral magnetic resonance tomograph.
  • a transmitting coil which can be positioned at a distance from the magnetic field unit.
  • the MRI system in which the magnetic field unit is to be used usually has a transmitting coil for excitation. If this is arranged at a distance from the magnetic field unit, for example outside the oral cavity, the size of the parts to be arranged in the patient's mouth during a recording, in particular the magnetic field unit, can be minimized, which is more pleasant for the patient.
  • both poles of the at least one permanent magnet are formed such that the homogeneous portion of the main magnetic field extends over the object to be examined, for example one or more teeth. This makes it possible to take one or more teeth without having to move the device in between.
  • a means for temperature stabilization of the at least one permanent magnet is provided.
  • a means of temperature stabilization allows the Temperature of the permanent magnet and thus to keep the magnetic field generated by them constant.
  • a temperature stabilization can take place, for example, by means of cooling by means of a Peltier element or by heating by means of a heating wire, a heating coil or another heating element.
  • a temperature sensor is arranged in the vicinity of the at least one permanent magnet for controlling the means for temperature stabilization.
  • the temperature of the permanent magnet can be measured and the temperature stabilization can be controlled accordingly.
  • the means for temperature stabilization is a liquid or gaseous heat carrier, which is filled into an interior space between the poles of the at least one permanent magnet.
  • a relatively large volume is available for the liquid or gaseous heat carrier, as a result of which efficient temperature stabilization is possible.
  • At least two tubes led out of the oral cavity are provided, via which the liquid or gaseous heat carrier is exchangeable.
  • the temperature of the permanent magnet can be stabilized in a simple manner.
  • the at least one permanent magnet has channels for a liquid or gaseous heat carrier or for temperature regulating elements.
  • the temperature of the permanent magnet can be stabilized and regulated without, for example, the entire interior space between the permanent magnets having to be filled with a liquid or gaseous heat carrier.
  • a means for measuring the magnetic field strength of the at least one permanent magnet is provided.
  • the magnetic field strength of the main magnetic field can be measured during recording of measurement signals of the magnetic field unit and recorded, if necessary, in order to take account of fluctuations in an evaluation of the measurement signals or to make corresponding corrections of the main magnetic field.
  • the measurement of the magnetic field strength is possible, for example, without the provision of an additional measuring apparatus by measuring the resonance frequency.
  • At least one compensating coil is provided, with which changes in the main magnetic field can be compensated and which is arranged on the at least one permanent magnet, on which at least one gradient coil system or on the at least one receiving coil of the magnetic field unit.
  • the compensation coil is arranged as close as possible to the field to be compensated, since in this way the smallest possible currents are necessary in order to produce a desired field strength for the compensation of local field inhomogeneities. The closer the coil is arranged to the main magnetic field, the lower the current required to produce a necessary correction field strength.
  • At least one compensating permanent magnet can be movably positioned on the magnetic field unit.
  • the attachment of the at least one compensating permanent magnet may be formed on the magnetic field unit so that the compensating permanent magnet can be moved relative to the magnetic field unit.
  • the Ausretespermanentmagnet can be kept for example on rails or on a sliding bracket. This makes it possible to follow the permanent magnets in order to correct the correction field strength over the distance of the magnet to the main magnetic field and to match it to the inhomogeneity of the main magnetic field to be compensated.
  • At least one permanent magnet arranged at a distance from the holder and arranged outside the oral cavity is connected to the at least one permanent magnet inside the oral cavity held on the holder or partially or completely replacing the holder via a bracket which enables the magnetic flux to be returned, the permanent magnet remains outside the oral cavity when the holder is positioned within the oral cavity.
  • the bracket is detachably attached to the holder held on the holder or the holder partially or completely replacing the permanent magnet.
  • the invention comprises a magnetic field unit of a magnetic resonance spectroscopy system (MRS system) according to the magnetic field unit according to the invention, but without Gradientenspulensystem.
  • MRS system magnetic resonance spectroscopy system
  • a magnetic field unit which does not provide a gradient coil system but otherwise has all the features of the magnetic field unit according to the invention, no spatially resolved measurement of the object to be examined is possible, but a spectroscopic examination of the object in the homogeneous region of the magnetic field.
  • Such a construction to be used in an MRS system can be used, for example, to test a tooth for specific components of caries.
  • the invention further relates to a method for generating magnetic resonance tomography images by means of a magnetic resonance tomography system with a sensor at least partially insertable into an oral cavity in the immediate vicinity of an object to be examined with at least one gradient coil system for generating a gradient field.
  • a magnetic resonance tomography image is generated, wherein during a time interval required for the recording step, the gradient coil system is subjected to a recording current which changes in time according to a predetermined current profile.
  • a preparation current is applied to the at least one gradient coil system in a preparation step.
  • the gradient coils or the coils of a gradient coil system of a magnetic resonance tomography system which heat it up during operation by means of waste heat.
  • the gradient coil system With a preparation current, the coils of the gradient coil system and thus the entire te system already heated before the production of the actual recording.
  • already a stable temperature of the entire system can be achieved, which does not change much during a recording or a temperature profile can be achieved, which corresponds to the temperature profile set for the calibration of the sensor.
  • the preparation current corresponds to the course of one or more current waveforms during the generation of a magnetic resonance tomography image.
  • a variant of heating the sensor by means of the gradient coil system is to select the time course of the preparation current according to the current flow of the recording current during a recording cycle or even during several recording cycles. For example, this could cause the system to reach an equilibrium-like state that does not change much in the following shot.
  • the preparation current corresponds at most to a maximum current value of the current waveform predetermined for a magnetic resonance tomography recording and the at least one gradient coil system is energized continuously or pulsed during a time interval that is less than or equal to the time interval required for a magnetic resonance tomography recording.
  • Another variant is a constant or arbitrarily varying current value less than or equal to the maximum Current value to select and apply the gradient coil system continuously or pulsed with this current.
  • a desired operating temperature can be achieved as quickly and easily.
  • the sensor is arranged in the oral cavity during the execution of the preparation and the recording step. As a result, temperature changes due to the elevated temperature in the oral cavity compared to the ambient temperature can already be set during the first step. Thus, a disturbing corresponding temperature change during the actual recording can be avoided.
  • the senor is arranged in a receiving position within the oral cavity during the execution of the preparation and the recording step.
  • the receiving step can be directly connected to the preparation step, without a change in position of the sensor is necessary. Further temperature changes occurring during a positioning process can thus be avoided.
  • a temperature sensor is arranged on the sensor and the temperature of the sensor is controlled by means of the temperature sensor, wherein during the preparation step when a predetermined maximum temperature is exceeded, the current impinging on the at least one gradient coil system is cut off, the preparation step is ended and in the acquisition step the magnetic resonance tomography acquisition is carried out.
  • a temperature sensor makes it possible to monitor or quickly determine the attainment of a desired temperature.
  • the control of the temperature is possible to the extent that an exceeding of an ner permissible maximum temperature of the system can be monitored.
  • Fig.l A, B, C, D a sensor according to the invention
  • Fig. 2 A, B, C a magnetic field unit according to the invention
  • FIG. 3 shows a magnetic field unit according to the invention for spectral analysis
  • FIGS. 4 A, B, C, D possibilities for temperature stabilization of the permanent magnets of the magnetic field unit from FIG. 3 shows a magnetic field unit according to the invention for spectral analysis
  • FIG. 5 shows the mounting of the sensor from FIG. 1 or the magnetic field unit of FIG. 2A movably mounted on an impression tray.
  • FIG. 6 shows the impression tray from FIG. 5 with two holders of the sensor of FIG. 1 arranged thereon or the magnetic field unit from FIG. 2A
  • FIGS. 7A, B the holder of the sensor from FIG. 1 or the magnetic field unit from FIG with a partially inside the oral cavity and partially outside arranged permanent magnets
  • Fig. 8 shows a holder for the outside arranged permanent magnet of Fig. 7A and 7B
  • a sensor 1 comprises a holder 2 on which at least one receiver coil 3 for receiving a nuclear spin resonance tomography signal and at least one gradient coil system 4 consisting of several coils for generating a gradient field is held.
  • the holder may for example be U-shaped, as shown in Fig. IA, IB and IC, L-shaped as shown in Fig. IC or V-shaped.
  • the receiver coils 3 and the coils of the gradient coil system 4 are preferably formed as a planar coil system and can, for example saddle-shaped over all three or at least two sides of a U-shaped holder 2 extend, as shown in Fig. IA.
  • the at least one coil of the gradient coil system 4 is held in a first plane 5 on the inwardly facing walls of the U-shaped holder and the at least one receiving coil 3 is held in a second plane 6 at the first level 5.
  • FIG. 1B, IC and ID Further possible embodiments are shown in FIG. 1B, IC and ID.
  • two receiving coils 3 and the coils of a gradient coil system 4 are respectively arranged on one of the two mutually facing sides of the U-shaped holder 2, by the coils of the gradient coil system 4 in a first plane 5 on the side walls of the holder 2 are held and the receiving coils 3 are arranged in a second plane 6 at the first level 5.
  • a receiving coil 3 and a gradient coil system 4 are shown, which are each held on a surface of an L-shaped holder 2.
  • the U-shaped holder 2 makes it possible to mount the holder 2 around the object 7 to be examined, for example To put a tooth around so that the one or more receiving coils 3 surround the object to be examined from two or even three sides. This can improve the quality of the measurement signal. By slipping over, for example, a tooth, the holder is held on the object 7 to be examined. As a result, the holder 2 and thus also the at least one receiving coil 3 and in particular the coils of the gradient coil system 4 moves with the object 7 to be examined. Thus, errors that occur by a movement of the object to be examined 7 relative to the gradient field or relative to the receiving coil 3, can be avoided.
  • the L-shaped holder 2 makes it possible to bring the at least one receiving coil 3 at least from one side close to the object 7 to be examined.
  • it can be arranged on one or more teeth such that the receiving coil 3 and at least partially the gradient coil 4 holding surface laterally abuts one or more teeth, while the other surface of the holder 2 rests on the occlusal surface of the tooth or teeth and fixed, for example, by the biting of the patient.
  • the sensor may be used within an MRI system that includes, for example, a superconducting magnet, one or more resistive electromagnets, or one or more permanent magnets for generating a main magnetic field.
  • a magnetic field unit 8 with the holder 2 can be realized, which, in addition to the gradient field, also generates a main magnetic field necessary for magnetic resonance tomography or magnetic resonance spectroscopy.
  • At least one permanent magnet 9 is also provided, which is likewise fastened to the holder 2 and / or partially or completely replaces the holder 2.
  • Main magnetic field can be provided and serve as lateral support surfaces of a U-shaped holder 2, as shown in Fig. 2A.
  • the two poles of the magnet are designed so that the homogeneous portion of the generated magnetic field extends over the entire object to be recorded 7, that is, for example, one or more teeth.
  • these two permanent magnets are connected by a bridge 10, which forms the third side of the U-shaped holder 2.
  • the coils of the gradient coil system 4 are then held in a first plane 5 on the two permanent magnets 9 forming the side surfaces.
  • the receiving coils 3 are likewise arranged between the permanent magnets 9 and held in each case in a second plane 6, for example on the first plane 5.
  • either the receiving coil 3 can be used or a further planar coil can be arranged as a transmitting coil on the mutually facing sides of the permanent magnet 9 or on the second level 6 containing the receiving coil 3.
  • At least one compensation coil 24 can be provided.
  • a compensating coil 24 can be arranged, for example, on the plane 6 containing the receiving coils.
  • the compensation coil 24 can also be arranged in a further plane 24 'between the permanent magnet 9 and the plane 5 holding the at least one coil of the gradient coil system 4, to which the plane 6 with the at least one Reception coil 3 connects, as shown in Fig. 2B.
  • the compensation coil 24 between the plane 5 holding the at least one coil of the gradient coil system 4 and the plane 6 holding the at least one receiving coil 3.
  • the compensation coil can also be kept in a suitable plane.
  • At least one compensating permanent magnet 25 may also be provided, which is disposed at a suitable location on the magnetic field unit 8.
  • Compensating permanent magnets 25 may, for example, be arranged on the plane 6 containing the receiving coils.
  • the compensating permanent magnet 25 can also be arranged in a further plane 25 'between the permanent magnet 9 and the plane 5 holding the at least one coil of the gradient coil system 4 in order to avoid mutual interference corresponding to the compensating coils 24, as shown in FIG. 2C. It is also possible, of course, to arrange the compensating permanent magnet 25 between the planes 5 and 6, ie between the at least one coil of the gradient coil system 4 and the receiver coil 3.
  • the magnetic field unit 8 according to the invention can also be used for the spectral analysis of the object 7 to be examined.
  • a main magnetic field a high-frequency field and no gradient field are used.
  • the magnetic field unit according to the invention can either be constructed without a gradient coil system 4, as shown in FIG. 3, or the gradient field can be switched off.
  • the main magnetic field can be generated as described by means of permanent magnets 9, which also serve as a lateral support 2 for the receiving coil 3.
  • the high-frequency field can be generated as previously described either by a transmitting coil, which is also arranged on the side surfaces of the permanent magnet 9, or by the receiving coil 3.
  • the magnetic field unit shown in FIG. 3 can not only be part of a magnetic resonance spectroscopy system, but of course it can also be used within an MRI system, wherein a gradient field necessary for magnetic resonance tomography can be generated by means of an external gradient coil system known from the prior art.
  • the coils of the gradient coil system are positioned in the vicinity of the fixed patient so that the gradient field in the area of the object to be examined, ie For example, several teeth of the patient, the desired course.
  • the at least one gradient coil system 4 and the at least one receiving coil 3 lines are provided, which are guided after introduction of the holder into the oral cavity of a patient P from the oral cavity to a control and monitoring unit 11.
  • a liquid or gaseous heat carrier 12 can be used, which is provided in the intermediate space between the permanent magnets 9.
  • a necessary sealing device 13 may be made of a flexible material such as rubber and, as shown in FIG. 4A, extend around the object 7 to be examined up to the permanent magnet 9.
  • the sealing device 13 also has two tubes 14, via which the liquid or gaseous heat carrier 12 can be supplied and removed.
  • a circuit may be provided which is controlled, for example, in accordance with the temperature measurement of a temperature sensor 15 attached, for example, to the wall of the permanent magnet 9.
  • the temperature measurement can for example be made optically by a light guide.
  • Another possibility for temperature stabilization of the permanent magnets 9 would be integrated into the permanent magnet 9 cooling devices. These may be, for example, channels 16 for a liquid or gaseous heat carrier 12 or temperature regulating elements 17, as shown in FIGS. 4B, 4C and 4D.
  • a temperature stabilization of the at least one permanent magnet 9 the generated main magnetic field can be kept constant. However, it is also possible to take into account deviations that occur, for example, due to temperature changes in the evaluation of the measured data.
  • a means for measuring the main magnetic field can be provided, for example, via the resonance frequency.
  • the holder 2 of the sensor 1 according to the invention from FIG. 1 or the magnetic field unit 8 from FIG. 2A for stable positioning in the oral cavity 21 can be mounted on a bite rail 18.
  • the bite bar 18 may for example have the shape of an impression tray.
  • a guide rail 19 can be provided, on which the holder 2 is held longitudinally displaceable, so that the sensor 1 or the magnetic field unit can be positioned in the mouth at any position along the row of teeth.
  • FIG. 7 shows a variant embodiment of the magnetic field unit 8 according to the invention, which has at least one permanent magnet 20 for generating the main magnetic field, which remains outside after insertion of the holder 2 into the oral cavity 21.
  • the permanent magnet 20 via a correspondingly shaped bracket 22 with bracket 2 or attached to the holder permanent magnet 9 is connected.
  • Fig. 7A shows a corresponding structure for the measurement of molars, wherein the bracket is correspondingly long and U-shaped, so that the permanent magnet 20 is located outside the oral cavity and laterally adjacent to the holder when the holder on the one or more molars to be measured is positioned.
  • Fig. 7B the structure is changed so that it is suitable for measuring the anterior teeth. For this, the bar is straight and rather short.
  • bracket 22 and other permanent magnets 20 may be provided, which can be exchangeably connected to the holder 2 or mounted on the holder 2 permanent magnet 9 , It is also possible to provide differently shaped and / or differently sized brackets 22 and permanent magnets 20 in order to adapt the structure to the anatomical conditions of the patient P.
  • a possible holder 23 is shown, which can be arranged at the head of the patient P and at which the at least one spaced apart from the holder 2 permanent magnet 20 can be held. Cables for connecting the magnetic field unit 8 to the control and monitoring unit 11 can also be held on the holder 23, for example.
  • the receiving step is preceded by a preparatory step which provides for the gradient coil system 4 to be charged with a preparation current I v .
  • the course of this preparation current I v for example, follow exactly the course of a recording current or this traversing several times in succession, so that the duration of the preparation step corresponds to a time interval T 1 for a magnetic resonance imaging or a multiple of this time interval Ti.
  • Another variant is the application of the at least one coil of the gradient coil system 4 with a preparation current I v , which has a value less than or equal to the maximum current value I ma ⁇ the recording current and continuously or pulsed for a time interval T 2 , which is less than or equal to the recording necessary time interval Ti is present.
  • An example of such a preparation current I v is shown as a function of current I and time t in FIG. 9.
  • Disturbances in the magnetic resonance signal to be measured can, as usual in the context of magnetic resonance tomography, be avoided or at least reduced by shielding the entire measuring volume from external high-frequency fields.
  • a shield should be designed so that it encloses the entire patient. It can also be adequately shielded an entire room in which the sensor 1 according to the invention or the magnetic field unit is operated within an MRI system. Alternatively, the patient may be grounded to minimize the effect of the body as an antenna.

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Abstract

Die Erfindung betrifft einen Sensor (1) zur Verwendung innerhalb eines Magnetresonanztomographie-Systems oder eines Magnetresonanzspektroskopie-Systems, umfassend mindestens ein Gradientenspulensystem (4) zur Erzeugung eines Gradientenfeldes und mindestens eine Empfangsspule (3) zum Vermessen eines Hochfrequenzfeldes. Die mindestens eine Empfangsspule (3) und das mindestens eine Gradientenspulensystem (4) sind auf einer Halterung (2) befestigt, wobei die HaIterung (2) mit der mindestens einen Empfangsspule (3) und dem mindestens einen Gradientenspulensystem (4) in eine Mundhöhle (21) in unmittelbarer Nachbarschaft zu einem zu untersuchenden Objekt (7) zumindest teilweise einbringbar ist. Weiterhin betrifft die Erfindung eine Magnetfeldeinheit, die den erfindungsgemäßen Sensor (1) und einen Permanentmagneten zur Erzeugung eines Hauptmagnetfeldes umfasst.

Description

Beschreibung
Sensor sowie Magnetfeldeinheit zur Verwendung innerhalb eines Magnetresonanztomographie-Systems oder eines Magnetresonanzspektroskopie-Systems Technisches Gebiet
Die Erfindung betrifft einen Sensor und eine Magnetfeldeinheit zur Verwendung innerhalb eines Magnetresonanztomographie-Systems oder eines Magnetresonanzspektroskopie-Systems für dentale Applikationen zur gezielten Darstellung kleiner Volumina innerhalb der Mundhöhle, wie beispielsweise von einem oder mehreren Zähnen.
Stand der Technik
Die MRT ist ein bildgebendes Verfahren, das heutzutage für dentale Applikationen lediglich in einem sehr begrenzten Umfang im Bereich der Diagnose des Kiefergelenks und für die Planung von kieferchirurgischen Eingriffen eingesetzt werden kann.
Eine verbreiterte Anwendung der MRT für den dentalen Bereich scheitert daran, dass auf dem Markt befindliche Appa- rate für die Ganzkörpertomographie und für die Darstellung von Weichteilgewebe ausgelegt sind. Somit kommt ihr Einsatz für die Darstellung dentaler Strukturen zum einen aufgrund des zu geringen Signal-Rausch-Abstandes und zum anderen aufgrund der hohen Anschaffungs-, Installations- und Be- triebskosten im Allgemeinen nicht in Frage.
Die DE 20 2007 008 008 Ul offenbart eine Vorrichtung zur Tomographie für Gewebeuntersuchungen von Körperteilen, insbesondere im Mundbereich auf der Basis von mechanischen Anregungen, wobei eine Anordnung von mechanischen Erregern auf Mitteln zur ortsfesten Ausrichtung angeordnet ist, die vorteilhafterweise in den Mund einführbar sind. Die DE 101 47 743 Cl offenbart eine Hochfrequenz-Spule, die mittels einer aus einem speziellen Polymer-Werkstoff gefertigten Vorrichtung möglichst eng an die Anatomie des zu untersuchenden Körperteils angepasst wird. Dadurch kann ein höherer Signal-zu-Rausch-Abstand erzielt werde.
Eine intraorale Empfangsspule für dentale Anwendungen ist aus dem Artikel „In Vivo MRI-Based Dental Impression Using an Intraoral RF Receiver Coil" von P.M. Jakob et al . erschienen im Concepts in Magnetic Resonance Part B, Magnetic Resonance Engineering, Vol. 33B(4) 244-251, 2008, bekannt, wobei die intraorale Empfangsspule zur Verwendung innerhalb eines Ganzkörpertomographen ausgelegt ist.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einen Sensor und eine Magnetfeldeinheit zur Verwendung in einem Magnetreso- nanztomographie- oder Magnetresonanzspektroskopie-Systems bereitzustellen, die auf einen dental-spezifischen Einsatz zugeschnitten sind und sich insbesondere zur verbesserten Abbildung von einem oder mehreren Zähnen eignen.
Darstellung der Erfindung Der erfindungsgemäße Sensor zur Verwendung innerhalb eines Magnetresonanztomographie-Systems umfasst mindestens eine Empfangsspule zum Vermessen eines Hochfrequenzfeldes. Die mindestens eine Empfangsspule und mindestens ein Gradientenspulensystem zur Erzeugung eines Gradientenfeldes sind auf einer Halterung befestigt, die zusammen mit der mindestens einen Empfangsspule und dem mindestens einen Gradientenspulensystem in eine Mundhöhle in unmittelbarer Nachbarschaft zu einem zu untersuchenden Objekt zumindest teilweise einbringbar ist. Dadurch kann die Empfangsspule möglichst nah an ein zu untersuchende Objekt gebracht und damit ein höherer Signal- zu-Rausch-Abstand im empfangenen Signal erreicht werden. Durch das Anordnen der Halterung an oder um das zu untersuchende Objekt, nämlich einen oder mehrere Zähne, ist eine Fixierung des Gradientenspulensystem und auch der Empfangs- spule gegenüber dem zu untersuchenden Objekt möglich, ohne den Patienten fixieren zu müssen. So können Fehler vermieden werden, die durch eine Bewegung des Objekts relativ zum Gradientenspulensystem und zur Empfangsspule hervorgerufen werden, vermieden werden, ohne das Wohlbefinden des Patien- ten während einer Aufnahme durch eine äußere Fixierung zu beeinträchtigen .
Vorteilhafterweise sind die mindestens eine Empfangsspule und/oder mindestens eine Spule des mindestens einen Gradientenspulensystems als planare Spulen ausgeformt und die Halterung weist vorteilhafterweise plattenförmige Elemente auf .
Dadurch können die Ausmasse des Sensors möglichst klein gehalten werden, so dass er leicht vollständig oder zumindest teilweise in eine Mundhöhle hineingebracht werden kann.
Vorteilhafterweise sind die mindestens eine Empfangsspule und/oder mindestens eine Spule des mindestens einen Gradientenspulensystems sattelförmig ausgebildet und werden in einer U- oder V-förmigen Halterung gehalten, so dass die Spulen an drei Seiten um das zu untersuchende Objekt herumreichen .
Dadurch wird das aufzunehmende Objekt, also beispielsweise ein Zahn oder mehrere Zähne, von mindestens zwei zugänglichen Seiten vom Sensor umgeben, um ein möglichst gutes Messsignal zu erhalten. Vorteilhafterweise sind mindestens zwei Empfangsspulen und/oder mindestens zwei Spulen des Gradientenspulensystems auf der Halterung befestigt und so in die Mundhöhle einbringbar, dass die mindestens zwei Empfangsspulen und/oder die mindestens zwei Spulen des Gradientenspulensystems jeweils an mindestens zwei verschiedenen Seiten des zu untersuchend Objekts, beispielsweise eines Zahns oder mehrerer Zähne, angeordnet sind.
Dadurch kann der Zahn von verschiedenen Seiten vom Sensor umgeben werden, um ein möglichst gutes Messsignal zu erhalten .
Vorteilhafterweise ist der Sensor auf einer Bissschiene fest oder abnehmbar angeordnet. Dadurch kann der Sensor durch Aufbeissen des Patienten auf die Bissschiene während einer gesamten Aufnahmedauer fixiert werden.
Vorteilhafterweise weist die Bissschiene eine Führungsschiene auf und der Sensor ist entlang der Führungsschiene längsverschieblich gehalten.
Dadurch kann die Position des Sensors auf der Bissschiene so gewählt werden, dass sich der Sensor nach Einbringen der Bissschiene in den Mund über die zu untersuchenden Zähne erstreckt.
Vorteilhafterweise sind mindestens zwei Sensoren gleichzeitig zumindest teilweise in die Mundhöhle einbringbar, wobei die mindestens zwei Sensoren entweder gleichzeitig, zeitlich subsequentiell oder zeitlich alternierend ausgelesen werden können.
Dadurch ist es möglich die Vorrichtung nur einmal in der Mundhöhle eines Patienten zu positionieren, um mehrere Be- reiche zu vermessen. Auch ein gleichzeitiges Vermessen mehrerer Bereiche kann ermöglicht werden, wobei die beiden Sensoren beispielsweise während eines gemeinsamen Zeitfensters ausgelesen werden können. Die beiden Sensoren können auch jeweils während eines Zeitfensters ausgelesen werden, wobei sich diese Zeitfenster zeitlich überlappenden können oder ohne Überlappung zeitlich aufeinander folgen.
Vorteilhafterweise sind die mindestens zwei Sensoren so in der Mundhöhle positionierbar, dass gleichzeitig ein zu untersuchendes Objekt am Oberkiefer und eines am Unterkiefer erfasst werden kann. Dadurch können gleichzeitig oder zu- mindest nach nur einem Positionierungsschritt Zähne im O- berkiefer und im Unterkiefer vermessen werden.
Vorteilhafterweise wird die Empfangsspule als Sendespule zur Erzeugung eines Hochfrequenzfeldes verwendet. Dadurch kann in dem MRT-System, in dem der erfindungsgemäße Sensor verwendet werden soll, eine Sendespule eingespart werden.
Vorteilhafterweise ist eine Sendespule zur Erzeugung eines Hochfrequenzfeldes auf der Halterung des Sensors angeordnet .
Sollte die Empfangsspule beispielsweise nicht als Sendespu- Ie verwendbar sein oder ist dies aus irgendwelchen Gründen nicht gewünscht, so kann die Sendespule des MRT-Systems, in dem der erfindungsgemäße Sensor verwendet werden soll, als zusätzliche Spule ausgebildet und an der Halterung des Sensors angeordnet werden. Vorteilhafterweise ist zur Erzeugung eines Hauptmagnetfeldes mindestens ein Permanentmagnet vorgesehen, der über eine Bügel, der die Rückführung des Magnetflusses ermöglicht, mit der Halterung verbunden ist, wobei der Permanentmagnet zur Aussenseite der Halterung beabstandet ist und außerhalb der Mundhöhle verbleibt, wenn die Halterung innerhalb der Mundhöhle positioniert ist. Dadurch kann neben dem Gradientespulensystem und der Empfangsspule eine weitere Komponente des MRT-Systems, in dem der erfindungsgemäße Sensor verwendet wird, direkt an dem Sensor angebracht werden. Weiterhin können eventuell hohe Kosten für einen externen Hauptmagneten eingespart werden.
Vorteilhafterweise wird der mindestens eine zur Aussenseite der Halterung beabstandete Permanentmagnet abnehmbar an dem Bügel befestigt. Dadurch ist der Permanentmagnet austauschbar. Es ist daher möglich verschiedene Permanentmagnete be- reitzustellen und jeweils einen an den Patienten und das Untersuchungsziel angepassten Permanentmagnet auszuwählen und am Bügel zu befestigen.
Vorteilhafterweise ist der Bügel abnehmbar an der Halterung befestigt. Dies ermöglicht es, verschiedene Bügel zu ver- wenden. So kann jeweils ein an die Anatomie des Patienten und an die Lage des zu untersuchenden Objekts, beispielsweise ein Backenzahn oder ein Schneidezahn, ausgewählt und verwendet werden.
Vorteilhafterweise ist eine Haltevorrichtung vorgesehen, die am Kopf des Patienten angeordnet werden kann und an der der mindestens eine zur Aussenseite der Halterung beabstandete Permanentmagnet anbringbar ist. Dadurch kann das Gewicht des Permanentmagneten durch die Halterung am Kopf getragen werden und muss nicht vom Patienten mit den Zähnen gehalten werden.
Als einen weiteren Gegenstand umfasst die Erfindung eine Magnetfeldeinheit zur Verwendung innerhalb eines MRT- Systems, die mindestens einen Permanentmagneten zur Erzeugung eines Hauptmagnetfeldes, mindestens ein Gradientenspu- lensystem zur Erzeugung eines Gradientenfeldes und mindestens eine Empfangsspule zur Erzeugung eines Hochfrequenzfeldes umfasst und den erfindungsgemäßen Sensor verwendet, wobei der mindestens eine Permanentmagnet auf der Halterung angeordnet ist oder die Halterung teilweise oder vollständig ersetzt.
Das Integrieren eines Permanentmagneten in den erfindungs- gemäßen Sensor ermöglicht es, eine sehr kleine, kostengünstige weitestgehend intraoral anzuwendende Magnetfeldeinheit eines MRT-Systems bereitzustellen, die auf dentale Applikationen zugeschnitten ist. Die erfindungsgemäße Magnetfeldeinheit, die alle Systemkomponenten eines Magnetresonanzto- mographen umfasst, stellt also einen intra-oralen Magnetresonanztomographen dar.
Vorteilhafterweise ist eine Sendespule vorgesehen, die zur Magnetfeldeinheit beabstandet positionierbar ist. Das MRT- System, in dem die Magnetfeldeinheit verwendet werden soll, weist üblicherweise zur Anregung eine Sendespule auf. Wird diese zur Magnetfeldeinheit beabstandet angeordnet, beispielsweise außerhalb der Mundhöhle, so kann die Größe der während einer Aufnahme im Mund des Patienten anzuordnenden Teile, insbesondere der Magnetfeldeinheit, minimiert wer- den, was für den Patienten angenehmer ist.
Vorteilhafterweise sind beide Pole des mindestens einen Permanentmagneten so ausgebildet, dass sich der homogene Anteil des Hauptmagnetfeldes über das zu untersuchende Objekt, beispielsweise einen oder mehrere Zähne, erstreckt. Dies ermöglicht es, einen oder mehrere Zähne aufzunehmen, ohne die Vorrichtung zwischendurch versetzen zu müssen.
Vorteilhafterweise ist ein Mittel zur Temperaturstabilisierung des mindestens einen Permanentmagneten vorgesehen.
Schon leichte Temperaturveränderungen der Permanentmagnete können das von ihnen erzeugte Hauptmagnetfeld verändern. Ein Mittel zur Temperaturstabilisierung ermöglicht es, die Temperatur des Permanentmagneten und damit das durch sie erzeugte Magnetfeld konstant zu halten. Eine Temperaturstabilisierung kann beispielsweise über das Kühlen mittels eines Peltierelements oder durch das Aufheizen mittels eines Heizdrahts, einer Heizspule oder einem sonstigen Heizelement erfolgen.
Vorteilhafterweise ist zur Steuerung des Mittels zur Temperaturstabilisierung ein Temperaturfühler in der Nähe des mindestens einen Permanentmagneten angeordnet. Dadurch kann die Temperatur des Permanentmagneten gemessen und die Temperaturstabilisierung entsprechend gesteuert werden.
Vorteilhafterweise ist das Mittel zur Temperaturstabilisierung ein flüssiger oder gasförmiger Wärmeträger, der in einen Innenraum zwischen den Polen des mindestens einen Per- manentmagneten gefüllt wird. Dadurch steht ein relativ großes Volumen für den flüssigen oder gasförmigen Wärmeträger zur Verfügung, wodurch eine effiziente Temperaturstabilisierung möglich ist.
Vorteilhafterweise sind mindestens zwei aus der Mundhöhle herausgeführte Schläuche vorgesehen, über die der flüssige oder gasförmige Wärmeträger austauschbar ist. Durch den Wärmeträgeraustausch kann die Temperatur des Permanentmagneten auf einfache Weise stabilisiert werden.
Vorteilhafterweise weist der mindestens eine Permanentmag- net Kanäle für einen flüssigen oder gasförmigen Wärmeträger oder für Temperaturregulierungselemente auf.
Dadurch kann die Temperatur des Permanentmagneten stabilisiert und geregelt werden, ohne dass beispielsweise der gesamte Innenraum zwischen den Permanentmagneten mit einem flüssigen oder gasförmigen Wärmeträger gefüllt werden muss. Vorteilhafterweise ist ein Mittel zur Messung der Magnetfeldstärke des mindestens einen Permanentmagneten vorgesehen. Dadurch kann die Magnetfeldstärke des Hauptmagnetfeldes während einer Aufzeichnung von Messsignalen der Magnet- feldeinheit gemessen und gegebenenfalls aufgezeichnet werden, um auftretende Schwankungen bei einer Auswertung der Messsignale zu berücksichtigen oder entsprechende Korrekturen des Hauptmagnetfeldes vorzunehmen. Die Messung der Magnetfeldstärke ist beispielsweise ohne das Vorsehen einer zusätzlichen Messapparatur durch Messen der Resonanzfrequenz möglich.
Vorteilhafterweise ist mindestens eine Ausgleichsspule vorgesehen, mit der Veränderungen des Hauptmagnetfelds ausgeglichen werden können und die an dem mindestens einen Per- manentmagneten, an dem mindestens einen Gradientenspulensystem oder an der mindestens einen Empfangsspule der Magnetfeldeinheit angeordnet ist.
Hierdurch wird es möglich Störungen des Hauptmagnetfelds auszugleichen. Dabei ist die Ausgleichsspule möglichst nah am auszugleichenden Feld angeordnet, da hierdurch möglichst geringe Ströme notwendig sind, um eine erwünschte Feldstärke zur Kompensation von lokalen Feldinhomogenitäten zu erzeugen. Je näher die Spule am Hauptmagnetfeld angeordnet ist, desto geringer ist der benötigte Strom zur Erzeugung einer notwendigen Korrekturfeldstärke.
Vorteilhafterweise ist zum Ausgleich von Veränderungen des Hauptmagnetfelds mindestens ein Ausgleichspermanentmagnet an der Magnetfeldeinheit beweglich positionierbar.
Hierdurch kann auf einen weiteren Verstärker verzichtet werden, der für eine entsprechende Spule notwendig wäre. Auch die Wärmentwicklung, die eine resistive Spule aufweist, tritt nicht auf. Allerdings muss die Anbringung des mindestens einen Ausgleichspermanentmagneten an der Magnetfeldeinheit so gestaltet sein, dass der Ausgleichspermanentmagnet relativ zur Magnetfeldeinheit bewegt werden kann. Der Ausgleichspermanentmagnet kann beispielweise auf Schienen oder auf einer verschiebbaren Halterung gehalten werden. Dies ermöglicht es den Permanentmagneten nachzufahren, um über den Abstand des Magneten zum Hauptmagnetfeld die Korrekturfeldstärke zu korrigieren und an die auszugleichende Inhomogenität des Hauptmagnetfelds anzugleichen. Vorteilhafterweise ist mindestens ein zur Halterung beabstandeter und außerhalb der Mundhöhle angeordneter Permanentmagnet über einen Bügel, der die Rückführung des Magnetflusses ermöglicht, mit dem mindestens einen an der Halterung gehaltenen oder die Halterung teilweise oder voll- ständig ersetzenden Permanentmagneten innerhalb der Mundhöhle verbunden, wobei der Permanentmagnet außerhalb der Mundhöhle verbleibt, wenn die Halterung innerhalb der Mundhöhle positioniert ist.
Dies ermöglicht es, einen Teil der zur Erzeugung des Haupt- magnetfeldes notwendigen Permanentmagnete nicht auf der Halterung vorzusehen und dadurch die Ausmaße des in die Mundhöhle einbringbaren Teils der Magnetfeldeinheit möglichst gering zu halten.
Vorteilhafterweise ist der Bügel abnehmbar an dem an der Halterung gehaltenen oder die Halterung teilweise oder vollständig ersetzenden Permanentmagneten befestigt. Dies ermöglicht es, verschieden Bügel zu verwenden. So kann jeweils ein an die Anatomie des Patienten und an die Lage des zu untersuchenden Objekts, beispielsweise ein Backenzahn oder ein Schneidezahn, ausgewählt und verwendet werden.
Als einen weiteren Gegenstand umfasst die Erfindung eine Magnetfeldeinheit eines Magnetresonanzspektroskopie-System (MRS-System) entsprechend der erfindungsgemäßen Magnetfeldeinheit, jedoch ohne Gradientenspulensystem.
Durch das Verwenden einer Magnetfeldeinheit, welches kein Gradientenspulensystem vorsieht, aber ansonsten alle Merk- male der erfindungsgemäßen Magnetfeldeinheit aufweist, ist zwar keine ortsaufgelöste Vermessung des zu untersuchenden Objekts mehr möglich, aber eine spektroskopische Untersuchung des Objekts im homogenen Bereich des Magnetfeldes. Ein solcher in einem MRS-System zu verwendender Aufbau kann beispielsweise eingesetzt werden, um einen Zahn auf spezifische Komponenten von Karies zu testen.
Die Erfindung betrifft weiterhin ein Verfahren zur Erzeugung von Magnetresonanztomographieaufnahmen mittels eines Magnetresonanztomographie-Systems mit einem in eine Mund- höhle in unmittelbarer Nachbarschaft zu einem zu untersuchenden Objekt zumindest teilweise einbringbaren Sensor mit mindestens einem Gradientenspulensystem zur Erzeugung eines Gradientenfeldes. In einem Aufnahmeschritt wird eine Magnetresonanztomographieaufnahme erzeugt, wobei während eines für den Aufnahmeschritt notwendigen Zeitintervalls das Gradientenspulensystem mit einem sich zeitlich gemäß einem vorgegebenen Stromverlauf ändernden Aufnahmestrom beaufschlagt wird. Vor der Erzeugung einer ersten Magnetresonanztomographieaufnahme wird in einem Vorbereitungsschritt das mindestens eine Gradientenspulensystem mit einem Vorbereitungsstrom beaufschlagt.
Typischerweise sind es vor allem die Gradientenspulen bzw. die Spulen eines Gradientenspulensystems eines Magnetresonanztomographiesystems, die dieses während des Betriebs durch Abwärme aufheizen. Durch das Beaufschlagen des Gradientenspulensystems mit einem Vorbereitungsstrom werden die Spulen des Gradientenspulensystems und damit das gesam- te System bereits vor der Erzeugung der eigentlichen Aufnahme erwärmt. Dadurch kann beispielsweise bereits eine stabile Temperatur des gesamten Systems erreicht werden, die sich während einer Aufnahme nicht mehr stark ändert bzw. es kann ein Temperaturverlauf erreicht werden, der dem für die Kalibrierung des Sensors eingestellten Temperaturverlauf entspricht.
Durch das Verwenden des Gradientenspulensystems zur Erwärmung des Gradientenspulensystems selbst sowie gegebenen- falls der umgebenden Bauteile ist es nicht notwendig, weitere Heizmittel vorzusehen.
Vorteilhafterweise entspricht der Vorbereitungsstrom dem Verlauf von einem oder mehreren Stromverläufen während der Erzeugung einer Magnetresonanztomographieaufnahme. Eine Variante den Sensor mittels des Gradientenspulensystems zu erwärmen ist es, den zeitlichen Verlauf des Vorbereitungsstroms entsprechend dem Stromverlauf des Aufnahmestroms während eines Aufnahmezyklus oder auch während mehrerer Aufnahmezyklen zu wählen. Dies könnte beispielsweise dazu führen, dass das System quasi eine gleichgewichtsähnlichen Zustand erreicht, der sich bei der folgenden Aufnahme nicht mehr stark ändert.
Vorteilhafterweise entspricht der Vorbereitungsstrom höchstens einem maximalen Stromwert des für eine Magnetresonanz- tomographieaufnähme vorgegebenen Stromverlaufs und das mindestens eine Gradientenspulensystem wird während eines Zeitintervalls, das kleiner oder gleich dem für eine Magnetresonanztomographieaufnahme notwendigen Zeitintervall ist, kontinuierlich oder gepulst bestromt. Eine weitere Variante ist es einen konstanten oder beliebig variierenden Stromwert kleiner oder gleich dem maximalen Stromwert zu wählen und das Gradientenspulensystem kontinuierlich oder gepulst mit diesem Strom zu beaufschlagen. So kann eine gewünschte Betriebstemperatur möglichst schnell und einfach erreicht werden. Vorteilhafterweise ist der Sensor während der Durchführung des Vorbereitungs- und des Aufnahmeschritts in der Mundhöhle angeordnet. Dadurch können sich Temperaturänderungen aufgrund der im Vergleich zur Umgebungstemperatur erhöhten Temperatur in der Mundhöhle bereits während des ersten Schritts einstellen. Somit kann eine störende entsprechende Temperaturänderung während der eigentlichen Aufnahme vermieden werden.
Vorteilhafterweise ist der Sensor während der Durchführung des Vorbereitungs- und des Aufnahmeschritts in einer Auf- nahmeposition innerhalb der Mundhöhle angeordnet. Dadurch kann sich der Aufnahmeschritt direkt an den Vorbereitungsschritt anschließen, ohne dass eine Positionsänderung des Sensors notwendig ist. Weitere sich während eines Positioniervorgangs einstellende Temperaturveränderungen können so vermieden werden.
Vorteilhafterweise ist ein Temperaturfühler am Sensor angeordnet und die Temperatur des Sensors wird mittels des Temperaturfühlers kontrolliert, wobei während des Vorbereitungsschritts bei Überschreiten einer vorgegebenen maxima- len Temperatur der das mindestens eine Gradientenspulensystem beaufschlagende Strom abgeschaltet wird, der Vorbereitungsschritt beendet wird und in dem Aufnahmeschritt die Magnetresonanztomographieaufnahme durchgeführt wird.
Ein Temperaturfühler ermöglicht es einerseits, dass Errei- chen einer angestrebten Temperatur zu überwachen bzw. schnell festzustellen. Zum anderen ist die Kontrolle der Temperatur dahingehend möglich, dass ein Überschreiten ei- ner zulässigen maximalen Temperatur des Systems überwacht werden kann.
Kurzbeschreibung der Zeichnung
Mehrere Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt. Es zeigt, die
Fig.l A, B, C, D ein erfindungsgemäßer Sensor, die
Fig. 2 A, B, C eine erfindungsgemäße Magnetfeldeinheit, die
Fig. 3 eine erfindungsgemäße Magnetfeldeinheit zur spektralen Analyse, die Fig.4 A, B, C, D Möglichkeiten zur Temperaturstabilisierung der Permanentmagneten der Magnetfeldeinheit aus Fig. 2A, die
Fig. 5 die auf einem Abdrucklöffel beweglich angebrachte Halterung des Sensors aus Fig.l oder der Magnetfeldeinheit aus Fig. 2A, die
Fig. 6 den Abdrucklöffel aus Fig. 5 mit zwei darauf angeordneten Halterungen des Sensores aus Fig. 1 oder der Magnetfeldeinheit aus Fig. 2A, die Fig. 7 A, B die Halterung des Sensors aus Fig. 1 oder der Magnetfeldeinheit aus Fig.2 mit einem teilweise innerhalb der Mundhöhle und teilweise ausserhalb angeordneten Permanentmagneten, die Fig. 8 eine Halterung für den ausserhalb angeordneten Permanentmagneten aus Fig. 7A und 7B, die
Fig. 9 einen beispielhaften Stromverlauf eines Vorbereitungsstroms . Ausführungsbeispiele
Ein der Erfindung entsprechender Sensor 1 umfasst eine HaI- terung 2 an der mindestens eine Empfangsspule 3 zum Empfangen eines Kernspinresonanztomographie-Signals und mindes- tens ein Gradientenspulensystem 4 bestehend aus mehreren Spulen zur Erzeugung eines Gradientenfeldes gehalten wird. Die Halterung kann beispielsweise U-förmig ausgebildet sein, wie in Fig. IA, IB und IC gezeigt, L-förmig wie in Fig. IC dargestellt oder auch V-förmig. Die Empfangsspulen 3 und die Spulen des Gradientenspulensystems 4 werden bevorzugt als planares Spulensystem ausgebildet und können sich beispielsweise sattelförmig über alle drei oder zumindest über zwei Seiten einer U-förmigen Halterung 2 erstrecken, wie in Fig. IA dargestellt. Dabei wird die mindestens eine Spule des Gradientenspulensystems 4 in einer ersten Ebene 5 an den nach innen zeigenden Wänden der U-förmigen Halterung gehalten und die mindestens eine Empfangsspule 3 wird in einer zweiten Ebene 6 an der ersten Ebene 5 gehalten. Weitere mögliche Ausführungsformen sind in Fig. IB, IC und ID dargestellt. In Fig. IB und ID sind zwei Empfangsspulen 3 und die Spulen eines Gradientenspulensystems 4 jeweils an einer der beiden einander zugewandten Seiten der U-förmigen Halterung 2 angeordnet, indem die Spulen des Gradientenspu- lensystems 4 in einer ersten Ebene 5 an den Seitenwänden der Halterung 2 gehalten werden und die Empfangsspulen 3 in einer zweiten Ebene 6 an der ersten Ebene 5 angeordnet sind. In Fig. IC ist eine Empfangsspule 3 und ein Gradientenspulensystem 4 dargestellt, die jeweils an einer Fläche einer L-förmigen Halterung 2 gehalten werden.
Die U-förmig ausgebildete Halterung 2 ermöglicht es, die Halterung 2 um das zu untersuchende Objekt 7, beispielswei- se einen Zahn herum zu stülpen, so dass die eine oder die mehreren Empfangsspulen 3 das zu untersuchende Objekt von zwei oder sogar drei Seiten umgeben. Dadurch kann die Qualität des Messsignals verbessert werden. Durch das Über- stülpen über beispielsweise einen Zahn wird die Halterung an dem zu untersuchenden Objekt 7 gehalten. Dadurch bewegt sich die Halterung 2 und damit auch die mindestens eine Empfangsspule 3 und insbesondere die Spulen des Gradientenspulensystems 4 mit dem zu untersuchenden Objekt 7 mit. So können Fehler, die durch eine Bewegung des zu untersuchenden Objekts 7 relativ zu dem Gradientenfeld bzw. relativ zu der Empfangsspule 3 auftreten, vermieden werden.
Die L-förmige Halterung 2 ermöglicht es, die mindestens eine Empfangsspule 3 zumindest von einer Seite nah an das zu untersuchende Objekt 7 heranzubringen. Beispielsweise kann es so an einem oder mehreren Zähnen angeordnet werden, dass die die Empfangsspule 3 und zumindest teilweise das Gradientenspulensystem 4 haltende Fläche seitlich an einem o- der mehreren Zähnen anliegt, während die weitere Fläche der Halterung 2 auf der Kaufläche des oder der Zähne aufliegt und beispielsweise durch das Aufbeissen des Patienten fixiert wird.
Der Sensor kann innerhalb eines MRT-Systems verwendet werden, das beispielsweise einen supraleitenden Magneten, ei- nen oder mehrere resisitive Elektromagneten oder einen oder mehrere Permanentmagnete zur Erzeugung eines Hauptmagnetfeldes aufweist. Der Patient wird mit dem in der Mundhöhle positionierten Halterung so in dem Hauptmagnetfeld positioniert, dass sich die Halterung und das zu untersuchende Ob- jekt, beispielsweise mehrere Zähne des Ober- und/oder Unterkiefers im homogenen Bereich des Hauptmagnetfeldes befinden . Erfindungsgemäß kann eine Magnetfeldeinheit 8 mit der HaI- terung 2 realisiert werden, die neben dem Gradientenfeld auch ein für die Magnetresonanztomographie oder Magnetresonanzspektroskopie notwendige Hauptmagnetfeld erzeugt. Dazu wird neben der mindestens einen Empfangsspule 3 und der mindestens einen Spule des Gradientenspulensystems 4 auch noch mindestens ein Permanentmagnet 9 vorgesehen, der ebenfalls auf der Halterung 2 befestigt wird und/oder die HaI- terung 2 teilweise oder ganz ersetzt. Dafür können bei- spielsweise zwei Permanentmagnete 9 zur Erzeugung des
Hauptmagnetfeldes vorgesehen werden und als seitliche Halteflächen einer U-förmigen Halterung 2 dienen, wie dies in Fig. 2A dargestellt ist. Die beiden Pole des Magneten werden dabei so ausgelegt, dass der homogene Anteil des er- zeugten Magnetfeldes sich über das gesamte aufzunehmende Objekt 7, also beispielsweise einen oder mehrere Zähne, erstreckt. Zur Rückführung des Magnetfeldes sind diese beiden Permanentmagnete durch eine Brücke 10 verbunden, welche die dritte Seite der U-förmigen Halterung 2 bildet. Die Spulen des Gradientenspulensystems 4 werden dann in einer ersten Ebene 5 an den beiden die Seitenflächen bildenden Permanentmagneten 9 gehalten. Die Empfangsspulen 3 werden ebenfalls zwischen den Permanentmagneten 9 angeordnet und jeweils in einer zweiten Ebene 6 beispielsweise an der ersten Ebene 5 gehalten.
Zur Erzeugung des Hochfrequenzfeldes kann entweder die Empfangsspule 3 eingesetzt werden oder eine weitere planare Spule als Sendespule an den einander zugewandten Seiten der Permanentmagneten 9 oder an der zweiten die Empfangsspule 3 enthaltenden Ebene 6 angeordnet werden.
Zum Ausgleich von Veränderungen oder Störungen des Hauptmagnetfelds, die insbesondere dessen Homogenität stören, kann weiterhin mindestens eine Ausgleichsspule 24 vorgesehen werden. Eine solche Ausgleichsspule 24 kann beispielsweise an der die Empfangsspulen enthaltenden Ebene 6 angeordnet werden. Um eine gegenseitige Beeinflussung der Spulen möglichst zu vermeiden, kann die Ausgleichsspule 24 auch in einer weiteren Ebene 24' zwischen dem Permanentmagneten 9 und der die mindestens eine Spule des Gradientenspulensystems 4 haltenden Ebene 5 angeordnet werden, an die sich die Ebene 6 mit der mindestens einen Empfangsspule 3 anschließt, wie dies in Fig. 2B dargestellt ist.
Es wäre aber auch möglich, die Ausgleichsspule 24 zwischen der die mindestens eine Spule des Gradientenspulensystems 4 haltenden Ebene 5 und der die mindestens eine Empfangsspule 3 haltenden Ebene 6 anzuordnen.
Dabei kann die Ausgleichsspule ebenfalls in einer geeigneten Ebene gehalten werden.
Anstatt eine Ausgleichsspule 24 zum Ausgleichen von Inhomogenitäten des Hauptmagnetfelds zu verwenden, kann auch min- destens ein Ausgleichspermanentmagnet 25 vorgesehen werden, der an geeigneter Stelle an der Magnetfeldeinheit 8 angeordnet wird. Ausgleichspermanentmagnete 25 können beispielsweise an der die Empfangsspulen enthaltenden Ebene 6 angeordnet werden. Auch der Ausgleichspermanentmagnet 25 kann zur Vermeidung von gegenseitiger Beeinflussung entsprechend der Ausgleichsspulen 24 in einer weiteren Ebene 25' zwischen dem Permanentmagneten 9 und der die mindestens eine Spule des Gradientenspulensystems 4 haltenden Ebene 5 angeordnet wer- den, wie dies in Fig. 2C dargestellt ist. Ebenfalls ist es natürlich möglich, den Ausgleichspermanentmagneten 25 zwischen den Ebenen 5 und 6, also zwischen der mindestens einen Spule des Gradientenspulensystems 4 und Empfangsspule 3 anzuordnen. Die erfindungsgemäße Magnetfeldeinheit 8 kann auch zur spektralen Analyse des zu untersuchenden Objekts 7 verwendet werden. Vorteilhafterweise wird dabei nur ein Hauptmagnetfeld, ein Hochfrequenzfeld und kein Gradientenfeld verwendet. Dadurch kann zwar nicht mehr ortsaufgelöst gemessen werden, aber das Signal zu Rausch Verhältnis verbessert sich. Die erfindungsgemäße Magnetfeldeinheit kann dafür entweder ohne ein Gradientenspulensystem 4 aufgebaut werden, wie in Fig. 3 dargestellt, oder das Gradientenfeld kann ausgeschaltet werden. Das Hauptmagnetfeld kann wie be- schrieben mittels Permanentmagneten 9 erzeugt werden, die auch als seitliche Halterung 2 für die Empfangsspule 3 dienen. Das Hochfrequenzfeld kann wie vorher beschrieben entweder durch eine Sendespule, die ebenfalls an den Seitenflächen der Permanentmagneten 9 angeordnet wird, oder durch die Empfangsspule 3 erzeugt werden. Durch spektrale Analyse können im untersuchten Objekt 7 beispielsweise Komponenten der Karies aufgrund ihres spezifischen spektroskopischen Fingerabdrucks nachgewiesen werden.
Die in Fig. 3 dargestellte Magnetfeldeinheit kann nicht nur Teil eines Magnetresonanzspektroskopie-Systems sein, sie kann natürlich auch innerhalb eines MRT-Systems verwendet werden, wobei ein für die Magnetresonanztomographie notwendiges Gradientenfeld mittels eines aus dem Stand der Technik bekannten externen Gradientenspulensystems erzeugbar ist. Die Spulen des Gradientespulensystems werden so in der Nähe des fixierten Patienten positioniert, dass das Gradientenfeld im Bereich des zu untersuchenden Objekts, also beispielsweise mehrerer Zähne des Patienten, den gewünschten Verlauf aufweist.
Zur Leistungsversorgung, zur Steuerung und/oder zum Auslesen des mindestens einen Gradientenspulensystems 4 und der mindestens einen Empfangsspule 3 sind Leitungen vorgesehen, die nach Einbringen der Halterung in die Mundhöhle eines Patienten P aus der Mundhöhle zu einer Steuer- und Kontrolleinheit 11 geführt werden.
Zur Temperaturstabilisierung des mindestens einen Perma- nentmagneten 9 kann beispielsweise ein flüssiger oder gasförmiger Wärmeträger 12 dienen, der in dem Zwischenraum zwischen den Permanentmagneten 9 vorgesehen wird. Eine notwendige Abdichtvorrichtung 13 kann aus einem flexiblen Material wie Gummi ausgeführt sein und wie in Fig. 4A darge- stellt, um das zu untersuchende Objekt 7 herum bis zu den Permanentmagneten 9 reichen.
Die Abdichtvorrichtung 13 weist weiterhin zwei Schläuche 14 auf, über die der flüssige oder gasförmige Wärmeträger 12 zu- und abgeführt werden kann. Dazu kann ein Kreislauf vor- gesehen sein, der beispielsweise entsprechend der Temperaturmessung eines beispielsweise an der Wand des Permanentmagneten 9 angebrachten Temperaturfühlers 15 gesteuert wird. Die Temperaturmessung kann beispielsweise optisch durch einen Lichtleiter erfolgen. Eine weitere Möglichkeit zur Temperaturstabilisierung der Permanentmagnete 9 wäre eine in die Permanentmagneten 9 integrierte Kühlvorrichtungen. Dies können beispielsweise Kanäle 16 für einen flüssigen oder gasförmigen Wärmeträger 12 oder Temperaturregulierungselemente 17 sein, wie sie in Fig. 4B, 4C und 4D dargestellt sind. Durch eine Temperaturstabilisierung des mindestens einen Permanentmagneten 9 kann das erzeugte Hauptmagnetfeld konstant gehalten werden. Es ist aber auch möglich, Abweichungen die zum Beispiel durch Temperaturänderungen auftreten, in der Auswertung der Messdaten zu berücksichtigen. Dazu kann ein Mittel zum Vermessen des Hauptmagnetfeldes beispielsweise über die Resonanzfrequenz vorgesehen werden.
Wie in Fig. 5 dargestellt, kann die Halterung 2 des erfindungsgemäßen Sensors 1 aus Fig. 1 oder der erfindugngsgemä- ßen Magnetfeldeinheit 8 aus Fig. 2A zur stabilen Positionierung in der Mundhöhle 21, auf einer Bissschiene 18 montiert werden. Die Bissschien 18 kann beispielsweise die Form eines Abdrucklöffels haben. Es kann weiterhin eine Führungsschiene 19 vorgesehen sein an der die Halterung 2 längsverschieblich gehalten wird, so dass der Sensor 1 bzw. die Magnetfeldeinheit an einer beliebigen Position entlang der Zahnreihe im Mund positioniert werden kann. Durch das Aufbeissen des Patienten auf die Bissschiene 18 wird der Sensor 1 oder die Magnetfeldeinheit 8 gegenüber dem zu un- tersuchenden Objekt 7 fixiert.
Durch das Vorsehen und die simultane Nutzung zweier Sensoren 1 oder zweier Magnetfeldeinheiten 8, die in entgegengesetzter Orientierung auf derselben Bissschiene 18 angebracht sind, wie es in Fig. 6 dargestellt ist, kann ein zu untersuchendes Objekt im Oberkiefer und eines im Unterkiefer simultan vermessen werden.
In Fig. 7 ist eine Ausführungsvariante der erfindungsgemäßer Magnetfeldeinheit 8 dargestellt, die zur Erzeugung des Hauptmagnetfeldes mindestens einen Permanentmagneten 20 aufweist, der nach Einbringen der Halterung 2 in die Mundhöhle 21 ausserhalb verbleibt. Dazu ist der Permanentmagnet 20 über einen entsprechend geformten Bügel 22 mit Halterung 2 oder dem auf der Halterung angebrachten Permanentmagneten 9 verbunden. Die Fig. 7A zeigt einen entsprechenden Aufbau zur Vermessung von Backenzähnen, wobei der Bügel entsprechend lang und U-förmig ist, so dass der Permanentmagnet 20 ausserhalb der Mundhöhle und seitlich neben der Halterung angeordnet ist, wenn die Halterung an dem oder den zu vermessenden Backenzähnen positioniert ist. In Fig. 7B ist der Aufbau so verändert, dass er sich zur Vermessung der Frontzähne eignet. Dazu ist der Bügel gerade und eher kurz aus- geformt.
Damit man nicht zwei völlig eigenständige Aufbauten braucht, um verschiedene Regionen innerhalb der Mundhöhle 21 zu vermessen, können entsprechend verschieden geformte Bügel 22 und weitere Permanentmagneten 20 vorgesehen sein, die austauschbar mit der Halterung 2 oder dem auf der Halterung 2 angebrachten Permanentmagneten 9 verbunden werden können. Es können auch verschieden geformte und/oder verschieden große Bügel 22 und Permanentmagnete 20 vorgesehen sein, um den Aufbau an die anatomischen Gegebenheiten des Patienten P anzupassen.
In Fig. 8 ist eine mögliche Halterung 23 dargestellt, die am Kopf des Patienten P angeordnet werden kann und an der der mindestens eine zur Halterung 2 beabstandete Permanentmagnet 20 gehalten werden kann. Auch Kabel zur Verbindung der Magnetfeldeinheit 8 mit der Steuer- und Kontrolleinheit 11 können beispielsweise an der Halterung 23 gehalten werden .
Dem Aufnahmeschritt geht erfindungsgemäß ein Vorbereitungsschritt voraus, der vorsieht, das Gradientenspulensystem 4 mit einem Vorbereitungsstrom Iv zu beaufschlagen. Der Verlauf dieses Vorbereitungsstroms Iv kann beispielsweise genau dem Verlauf eines Aufnahmestroms folgen oder diesen mehrfach hintereinander durchlaufen, so dass die Dauer des Vorbereitungsschritts einem Zeitintervall T1 für eine Magnetresonanztomographieaufnahme oder einem Vielfachen dieses Zeitintervalls Ti entspricht. Eine weitere Variante ist das Beaufschlagen der mindestens eine Spule des Gradientenspulensystems 4 mit einem Vorbereitungsstrom Iv, der einen Wert kleiner oder gleich dem maximalen Stromwert Imaχ des Aufnahmestroms aufweist und kontinuierlich oder gepulst für ein Zeitintervall T2, das kleiner oder gleich dem für die Aufnahme notwendigen Zeitintervall Ti ist, anliegt. Ein Beispiel für einen solchen Vorbereitungsstrom Iv ist als Funktion von Strom I und Zeit t in Fig. 9 dargestellt.
Störungen im zu messenden Magnetresonanz-Signal können, wie im Rahmen der Magnetresonanztomographie üblich, durch eine Abschirmung des gesamten Messvolumens gegen äußere Hochfrequenzfelder vermieden oder zumindest verringert werden. Eine Abschirmung sollte möglichst so ausgebildet sein, dass sie den gesamten Patienten umschließt. Es kann auch eine gesamter Raum entsprechend abgeschirmt werden, in der der erfindungsgemäße Sensor 1 bzw. die Magnetfeldeinheit innerhalb eines MRT-Systems betrieben wird. Alternativ kann der Patient mit einer Erdung versehen werden, um die Wirkung des Körpers als Antenne zu minimieren.
Bezugszeichenliste
1 Sensor
2 Halterung
3 Empfangsspule
5 4 Gradientenspulensystem
5 erste Ebene
6 zweite Ebene
7 zu untersuchendes Objekt, beispielsweise Zahn
8 Magnetfeldeinheit 10 9 Permanentmagnet
10 Brücke
11 Steuer- und Kontrolleinheit
12 flüssiger oder gasförmiger Wärmeträger
13 Abdichtvorrichtung 15 14 Schlauch
15 Temperaturfühler
16 Kanal
17 TemperaturreguIierungselernente
18 Bissschiene
20 19 Führungsschiene
20 Permanentmagnet
21 Mundhöhle
22 Bügel
23 Haltevorrichtung 25 24 Ausgleichsspule 24' weitere Ebene
25 Ausgleichspermanentmagnet
25' weitere Ebene
I Strom Iv Stromverlauf des Vorbereitungsstroms
Imax Maximaler Stromwert des Aufnahmestromverlaufs
P Patient t Zeit
Ti Zeitintervall für eine Magnetresonanztomographieauf- nähme
T2 Zeitintervall für Beaufschlagung mit Vorbereitungsstrom

Claims

Patentansprüche
1. Sensor (1) zur Verwendung innerhalb eines Magnetresonanztomographie-Systems (MRT-System) , umfassend mindestens eine Empfangsspule (3) zum Vermessen eines Hochfrequenzfeldes, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine Empfangsspule (3) und mindestens ein Gradientenspulensystem (4) zur Erzeugung eines Gradientenfeldes auf einer Halterung (2) befestigt sind, wobei die Halterung (2) mit der mindestens einen Emp- fangsspule (3) und das mindestens eine Gradientenspulensystem (4) in eine Mundhöhle (21) in unmittelbarer Nachbarschaft zu einem zu untersuchenden Objekt (7) zumindest teilweise einbringbar ist.
2. Sensor (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine Empfangsspule (3) und/oder mindestens eine Spule des mindestens einen Gradientenspulensystems (4) als planare Spulen ausgeformt sind und die Halterung (2) plattenförmige Elemente aufweist .
3. Sensor (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine Empfangsspule (3) und/oder mindestens eine Spule des mindestens einen Gradientenspulensystems (4) sattelförmig ausgebildet sind und die Halterung U- oder V-förmigen ausgeformt ist, so dass die Empfangsspule (3) sowie die mindestens eine Spule des Gradientenspulensystems (4) an drei Seiten um das zu untersuchende Objekt (7) herumreichen .
4. Sensor (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens zwei Empfangsspulen
(3) und/oder mindestens zwei Spulen des Gradientenspulensystems (4) auf der Halterung (2) befestigt sind und so in die Mundhöhle (21) einbringbar sind, dass die mindestens zwei Empfangsspulen (3) und/oder die mindestens zwei Spulen des Gradientenspulensystems (4) jeweils an mindestens zwei verschiedenen Seiten des zu untersuchenden Objekts (7), beispielsweise eines oder mehrerer Zähne, angeordnet sind.
5. Sensor (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Sensor (1) auf einer Bissschiene (18) fest oder abnehmbar angeordnet ist.
6. Sensor (1) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Bissschiene (18) eine Führungsschiene (19) aufweist und dass der Sensor (1) entlang der Führungsschiene (19) längsverschieblich gehalten ist.
7. Sensor (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens zwei Sensoren (1) gleichzeitig zumindest teilweise in die Mundhöhle (21) einbringbar sind und dass die mindestens zwei Sensoren (1) entweder gleichzeitig, zeitlich subsequentiell o- der zeitlich alternierend ausgelesen werden können.
8. Sensor (1) nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens zwei Sensoren (1) so in der Mundhöhle (21) positionierbar sind, dass gleichzeitig ein zu untersuchendes Objekt am Oberkiefer und eines am Unterkiefer erfasst wird.
9. Sensor (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Empfangsspule (3) als eine Sendespule zur Erzeugung eines Hochfrequenzfeldes verwendet wird.
10. Sensor (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass eine Sendespule zur Erzeugung ei- nes Hochfrequenzfeldes auf der Halterung (2) des Sensors (1) angeordnet ist.
11. Sensor (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass zur Erzeugung eines Hauptmagnet-
5 feldes mindestens ein Permanentmagnet (20) vorgesehen ist, der über einen Bügel (22), der eine Rückführung eines Magnetflusses ermöglicht, mit der Halterung (2) verbunden ist, wobei der Permanentmagnet (20) zur Aus- senseite der Halterung beabstandet ist und außerhalb 10 der Mundhöhle (21) angeordnet ist, wenn die Halterung innerhalb der Mundhöhle (21) positioniert ist.
12. Sensor (1) nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass der mindestens eine zur Halterung (2) beabstande- te Permanentmagnet (20) abnehmbar an dem Bügel (22)
15 befestigt wird.
13. Sensor (1) nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass der Bügel (22) abnehmbar an der Halterung (2) befestigt wird.
14. Sensor (1) nach einem der Ansprüche 11 bis 13, dadurch 20 gekennzeichnet, dass eine Haltevorrichtung (23) vorgesehen ist, die an einem Kopf des Patienten (P) angeordnet werden kann und an welcher der mindestens eine zur Halterung (2) beabstandete Permanentmagnet (20) anbringbar ist.
25 15. Magnetfeldeinheit (8) zur Verwendung innerhalb eines MRT-Systems, umfassend mindestens einen Permanentmagneten (9) zur Erzeugung eines Hauptmagnetfeldes, mindestens ein Gradientenspulensystem (4) zur Erzeugung eines Gradientenfeldes und mindestens eine Empfangs-
30 spule (3) für ein Hochfrequenzfeld, dadurch gekennzeichnet, dass ein Sensor (1) nach einem der Ansprü- chen 1 bis 13 verwendet wird, wobei der mindestens eine Permanentmagnet (9) auf der Halterung (2) angeordnet ist oder die Halterung (2) teilweise oder vollständig ersetzt.
5 16. Magnetfeldeinheit (8) nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass eine Sendespule vorgesehen ist, die zur Magnetfeldeinheit (8) beabstandet positionierbar ist.
17. Magnetfeldeinheit (8) nach Anspruch 15 oder 16, da- 10 durch gekennzeichnet, dass beide Pole des mindestens einen Permanentmagneten (9) so ausgebildet sind, dass sich der homogene Anteil des Hauptmagnetfeldes über das zu untersuchende Objekt (7), beispielsweise einen Zahn oder mehrere Zähne, erstreckt.
15 18. Magnetfeldeinheit (8) nach einem der Ansprüche 15 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass ein Mittel zur Temperaturstabilisierung des mindestens einen Permanentmagneten (9) vorgesehen ist.
19. Magnetfeldeinheit (8) nach Anspruch 18, dadurch ge- 20 kennzeichnet, dass zur Steuerung des Mittels zur Temperaturstabilisierung ein Temperaturfühler (15) in der Nähe des mindestens einen Permanentmagneten angeordnet ist.
20. Magnetfeldeinheit (8) nach Anspruch 18 oder 19, da- 25 durch gekennzeichnet, dass das Mittel zur Temperaturstabilisierung ein flüssiger oder gasförmiger Wärmeträger (12) ist, der in einen Innenraum zwischen den Polen des mindestens einen Permanentmagneten gefüllt wird .
30 21. Magnetfeldeinheit (8) nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens zwei aus der Mundhöhle (21) herausgeführte Schläuche (14) vorgesehen sind, über die der flüssige oder gasförmige Wärmeträger (12) austauschbar ist.
22. Magnetfeldeinheit (8) nach einem der Ansprüche 15 bis 21, dadurch gekennzeichnet, dass der mindestens eine
Permanentmagnet (9) Kanäle (16) für einen flüssigen oder gasförmigen Wärmeträger (12) oder für Temperaturregulierungselemente (17) aufweist.
23. Magnetfeldeinheit (8) nach einem der Ansprüche 15 bis 22, dadurch gekennzeichnet, dass ein Mittel zur Messung der Magnetfeldstärke des mindestens einen Permanentmagneten (9) vorgesehen ist.
24. Magnetfeldeinheit (8) nach einem der Ansprüche 15 bis
23, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Aus- gleichsspule (24) vorgesehen ist, mit der Veränderungen des Hauptmagnetfeldes ausgeglichen werden können, die an der Halterung (2), an dem mindestens einen Permanentmagneten (9), an dem mindestens einen Gradientenspulensystem (4) oder an der mindestens einen Emp- fangsspule (3) der Magnetfeldeinheit (8) angeordnet ist.
25. Magnetfeldeinheit (8) nach einem der Ansprüche 15 bis
24, dadurch gekennzeichnet, dass zum Ausgleich von Veränderungen des Hauptmagnetfelds mindestens ein Aus- gleichspermanentmagnet (25) an der Magnetfeldeinheit beweglich positionierbar ist.
26. Magnetfeldeinheit (8) nach einem der Ansprüchen 15 bis
25, dadurch gekennzeichnet, dass der mindestens eine zur Halterung (2) beabstandete und außerhalb der Mund- höhle (21) angeordnete Permanentmagnet (20) über einen Bügel (22), der eine Rückführung eines Magnetflusses ermöglicht, mit dem mindestens einen an der Halterung (2) gehaltenen oder die Halterung (2) teilweise oder ganz ersetzenden Permanentmagneten (9) innerhalb der Mundhöhle (21) verbunden ist, wobei der Permanentmag- net ausserhalb der Mundhöhle verbleibt, wenn die Halterung innerhalb der Mundhöhle positioniert ist.
27. Magnetfeldeinheit (8) nach Anspruch 26, dadurch gekennzeichnet, dass der Bügel (22) abnehmbar an dem an der Halterung (2) gehaltenen oder die Halterung (2) teilweise oder ganz ersetzenden Permanentmagneten (9) befestigt wird.
28. Magnetfeldeinheit eines Magnetresonanzspektroskopie- System entsprechend der Magnetfeldeinheit (8) nach einem der Ansprüche 15 bis 27, jedoch ohne Gradienten- spulensystem (4).
29. Verfahren zur Erzeugung von Magnetresonanztomographieaufnahmen mittels eines Magnetresonanztomographie- Systems mit einem in eine Mundhöhle (21) in unmittelbarer Nachbarschaft zu einem zu untersuchenden Objekt (7) zumindest teilweise einbringbaren Sensor (1) mit mindestens einem Gradientenspulensystem (4) zur Erzeugung eines Gradientenfeldes, wobei in einem Aufnahmeschritt eine Magnetresonanztomographieaufnahme erzeugt wird, wobei während eines für den Aufnahmeschritt not- wendigen Zeitintervalls (T1) das Gradientenspulensystem (4) mit einem sich zeitlich gemäß einem vorgegebenen Stromverlauf ändernden Aufnahmestrom beaufschlagt wird, dadurch gekennzeichnet, dass vor Erzeugen einer ersten Magnetresonanztomographieaufnahme in einem Vor- bereitungsschritt das mindestens eine Gradientenspulensystem (4) mit einem Vorbereitungsstrom (Iv) beaufschlagt wird.
30. Verfahren nach Anspruch 29, dadurch gekennzeichnet, dass der Vorbereitungsstrom (Iv) dem Verlauf von einem oder mehreren Stromverläufen des Aufnahmestroms während der Erzeugung einer Magnetresonanztomographieauf-
5 nähme entspricht.
31. Verfahren nach Anspruch 29, dadurch gekennzeichnet, dass der Vorbereitungsstrom (Iv) höchstens einem maximalen Stromwert des für eine Magnetresonanztomographieaufnahme vorgegebenen Stromverlaufs entspricht und
10 dass das mindestens eine Gradientenspulensystem (4) während eines Zeitintervalls (T2) , das kleiner oder gleich dem für eine Magnetresonanztomographieaufnahme notwendigen Zeitintervall (Ti) ist, kontinuierlich o- der gepulst bestromt wird.
15 32. Verfahren nach einem der Ansprüche 29 bis 31, dadurch gekennzeichnet, dass der Sensor (1) während der Durchführung des Vorbereitungs- und des Aufnahmeschritts in der Mundhöhle (21) angeordnet ist.
33. Verfahren nach Anspruch 32, dadurch gekennzeichnet,
20 dass der Sensor (1) während der Durchführung des Vorbereitungs- und des Aufnahmeschritts in einer Aufnahmeposition innerhalb der Mundhöhle (21) angeordnet ist.
34. Verfahren nach einem der Ansprüche 29 bis 33, dadurch 25 gekennzeichnet, dass ein Temperaturfühler am Sensor
(1) angeordnet ist und dass die Temperatur des Sensors (1) mittels des Temperaturfühlers kontrolliert wird, wobei während des Vorbereitungsschritts bei Überschreiten einer vorgegebenen maximalen Temperatur der 30 das mindestens eine Gradientenspulensystem (4) beaufschlagende Strom abgeschaltet und der Vorbereitungs- schritt beendet wird und in dem Aufnahmeschritt die Magnetresonanztomographieaufnahme durchgeführt wird.
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