DE102006050104B4

DE102006050104B4 - MR-Kopfspule

Info

Publication number: DE102006050104B4
Application number: DE102006050104A
Authority: DE
Inventors: Daniel Driemel
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens Healthcare GmbH
Priority date: 2006-10-24
Filing date: 2006-10-24
Publication date: 2010-03-18
Anticipated expiration: 2026-10-25
Also published as: DE102006050104A1; US7826887B2; US20080097192A1

Abstract

MR-Kopfspule (1)
mit
einem helmförmigen Spulengehäuse (3) und
einer daran angebrachten Anordnung einer Mehrzahl von ersten Antennenelementen (2), wobei
das helmförmige Spulengehäuse (3) so geformt ist, dass es das Gesichtsfeld eines Patienten (4) vollkommen frei lässt,
dadurch gekennzeichnet, dass
in dem Gesichtsfeld zeitweise anordbare zweite Antennenelemente (2) oder Antennenelementteile (8a, 9a, 9b, 10) vorgesehen sind, die mit ersten Antennenelementen oder Antennenelementteilen (2), die am Spulengehäuse (3) angeordnet sind, elektrisch verbindbar sind, wobei die miteinander elektrisch verbundenen ersten und zweiten Antennenelementteile (9a, 9b) jeweils kreissegmentförmige Antennenspulenteile sind, die über Schleifkontakte elektrisch verbunden sind, so dass die zweiten Antennenspulenteile aus ihrer Lagerung im Spulengehäuse (3) heraus in das Gesichtsfeld verschiebbar sind und über Steck- und Buchsenkontakte (12, 13) an entsprechenden Enden der ersten und zweiten Antennenspulenteile mit den ersten Antennenspulenteilen verbindbar sind.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine MR-Kopfspule nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1. Solche MR-Kopfspulen wurden bei Untersuchungen des Kopfes eines Patienten in einem Kernspintomographen verwendet. Insbesondere finden solche Kopfspulen Anwendung bei fMRI(functional Magnetic Resonance Imaging)-Verfahren. Eine MR-Kopfspule gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 ist aus der EP 0 148 566 A1 bekannt.
Bei Kernspinuntersuchungen am Kopf eines Patienten in einem Kernspintomographen ist es erstrebenswert Antennenelemente, die zum Anregen und/oder Auslesen von Kernspinsignalen dienen, möglichst dicht an der Kopfoberfläche zu platzieren. Dazu wird häufig ein Antennenelementträger in Form eines eng am Kopf anliegenden Helms verwendet, an dem Antennenelemente so angeordnet sind, dass sie eine vollständige Kopfbildgebung gewährleisten. Dazu ist es erforderlich, dass auch Antennenelemente im Gesichtsfeld des Patienten platziert sind.
5 zeigt ein heimförmiges Spulengehäuse mit Antennenelementen nach dem Stand der Technik. Im Folgenden wird die Kombination aus Spulengehäuse und Antennenelementen kurz als Kopfspule bezeichnet. Die in 5a gezeigte Kopfspule 1 weist eine gleichmäßig verteilte Anordnung einer Mehrzahl von ersten Antennenelementen 2 auf, die auf oder in einem Spulengehäuse 3 angeordnet sind. Um Kernspinsignale auch im Gesichtsfeld des Kopfes des Patienten 4 erzeugen und/oder auslesen zu können, ist das helmförmige Spulengehäuse 3 bis unter die Augen des Patienten im Gesichtsfeld heruntergezogen, so dass dort zwei Spulenelemente 2 wie eine Brille angeordnet werden können. Im Inneren der Antennenelemente 2 im Gesichtsfeld des Patienten 4 sind im Spulengehäuse 3 Aussparungen 5 vorgesehen, durch die der Patient schauen kann.
5b zeigt den helmförmigen Spulenkörper, aufgesetzt auf einen Patientenkopf in perspektivischer schematischer Ansicht.
Die Aussparungen 5 behindern die Sicht des Patienten erheblich. Um klaustrophoben Zuständen eines Patienten vorzubeugen oder um diese zu lindern, wird Patienten oft eine Brille mit einem 45°-geneigten Spiegel aufgesetzt, so dass er in der Computertomographenröhre liegend aus der Röhre herausschauen kann. Das Anbringen einer solchen Brille wird bei der in den 5a und 5b gezeigten Kopfspulen behindert oder gar unmöglich gemacht.
Eine freie Sicht für den Patienten ist besonders bei funktioneller Bildgebung (fMRI) wichtig. Dabei werden dem Patienten u. a. Filme, Bilder oder ein Text zur Animation vorgeführt und jede Einschränkung des Gesichtsfeldes behindert die Informationsaufnahme des Patienten und beeinflusst das Ergebnis. Das Problem der Sichtbehinderung verschärft sich, je mehr und demzufolge je kleinere Antennenelemente um den Kopf herum auf dem Spulengehäuse 3 platziert werden. Dies wird insbesondere relevant, da eine Entwicklung sich abzeichnet von Kopfspulen mit geringer Kanalzahl, d. h. einer geringeren Anzahl an Antennenelementen (etwa 1 bis 4) hin zu Kopfspulen mit 12 Antennenelementen und sogar bis hin zu 32-kanäligen Kopfspulen, d. h. solche mit 32 Antennenelementen. Durch die größere Anzahl der Antennenelemente werden die einzelnen Elemente zwangsläufig kleiner und somit wird es nahezu unmöglich, auf die in den 5a und 5b gezeigte herkömmliche Art und Weise dem Patienten ein freies Sichtfeld zu bieten. Man hat sich bei 12-Kanal-Kopfspulen dadurch geholfen, dass man die Antennenelemente im Gesichtsbereich des Patienten gegenüber den übrigen Antennenelementen im Durchmesser vergrößert hat, so dass die Aussparungen 5 entsprechend größer gemacht werden konnten. Durch die unterschiedliche Größe der Antennenelemente kann es zu Signalinhomogenitäten im Kopf und zu Performance-Verlusten kommen.
Die zukünftigen Viel-Kanalspulen (z. B. Kopfspulen mit 32 Antennenelementen und mehr) haben, bedingt durch die geringe Antennenelementgröße, im Gesichtsbereich mehrere Elemente, die auch überlappen können. Diese Gesichtselemente werden für die funktionelle Bildgebung, bei der der ungehinderte Ausblick des Patienten aus der Spule, wie bereits erwähnt, notwendig ist, nicht benötigt und können deshalb entfernt werden.
Die EP 0 148 566 A1 beschreibt eine MR-Kopfspule in Form eines das Gesichtsfeld freilassenden Helms. Zusätzliche Spulen oder Spulenelemente anzubringen ist nicht vorgesehen.
Ähnliche Kopfspulen sind ferner aus der WO 2005/109010 A2 und der DE 195 05 062 A1 bekannt. Magnetfeldinhomogenitäten aufgrund der fehlenden Spulen im Gesichtsfeld werden in Kauf genommen.
Die EP 0 437 049 A2 beschreibt eine Spulenanordnung zur Augenuntersuchung an Patienten. Die MR-Spulen werden entweder auf einer Art Kontaktlinse, die ins Auge eingeführt wird oder auf einem Brillengestell montiert. Hier wird ausschließlich eine Augenuntersuchung angestrebt.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine gattungsgemäße Kopfspule so auszugestalten, dass in bestimmten Fällen nicht benötigte Antennenelemente, die die freie Sicht des Patienten aus der Kopfspule heraus behindern, nicht nur elektrisch abschaltbar sind, sondern auch mechanisch entfernbar oder aus dem Gesichtsfeld wegbewegbar sind.
Diese Aufgabe wird mit den Merkmalen der Patentansprüche 1 oder 2 gelöst.
In den Unteransprüchen sind Merkmale bevorzugter Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung gekennzeichnet.
Die vorliegende Erfindung basiert auf der Grundidee, dass die im Gesichtsfeld des Patienten angeordneten Antennenelemente nicht in das übrige Spulengehäuse integriert werden, sondern von diesem mechanisch getrennt angeordnet sind und sich beispielsweise, wegklappen lassen oder in das Spulengehäuse einschieben lassen.
Im Folgenden wird die Erfindung anhand der Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele mit Bezug auf die Zeichnungen näher erläutert. Darin zeigen:
1a u. 1b eine erste Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
2 ein separates ansteckbares Antennenelementteil für die Kopfspule gemäß 1a, 1b;
3 eine Frontansicht einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
4 eine dritte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung in Draufsicht; und
5a u. 5b eine Kopfspule nach dem Stand der Technik in Frontansicht und in perspektivischer Ansicht.
1 zeigt eine erste Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Kopfspule 1 mit ersten Antennenelementen 2, die gleichmäßig und sich teilweise überlappend auf dem Spulengehäuse 3 angeordnet sind. Das Spulengehäuse 3 ist helmförmig und lässt das Gesicht des Patienten 4 bis über dessen Augen offen. Etwa auf der Höhe der Backenknochen des Patientengesichts ist die Öffnung für das Gesicht des helmförmigen Spulengehäuses durch zwei bis etwa zum Hals des Patienten heruntergezogene Flanken 6 begrenzt. Der Hinterbereich des Kopfes wird auf der Höhe der Flanken von dem Spulengehäuse 1 dicht umschlossen und weist ebenfalls Antennenelemente 2 auf. Die Gesichtsöffnung im helmförmigen Spulengehäuse 3 weist eine obere Kante 14 auf, die im Wesentlichen gradlinig, etwa auf der Höhe der Augenbrauen des Patienten 4 verläuft. Im Spulengehäuse 3 sind Antennenelementteile 2a angeordnet, die hier die Form von Kreissegmenten haben und deren Enden 2b an der Oberkante 14 der Gesichtsöffnung des Spulengehäuses 3 enden. Dort sind elektrische Steckverbinder (Stiftstecker oder Buchsenstecker) angeordnet, auf die entsprechende Gegenstecker zweiter Antennenelementteile (siehe 2) mit entsprechenden Gegensteckern aufsteckbar sind.
2 zeigt ein separates ansteckbares Kopfspulenteil, welches auf das Kopfspulengehäuse 3 gemäß der ersten Ausführungsform der Erfindung aufsteckbar ist. Zweite Antennenelementteile 8a sind auf einem Gehäuseträger 7 angeordnet. Die Antennenelementteile 8a, von denen zwei vorgesehen sind, die jeweils im Wesentlichen den Bereich eines Auges abdecken, haben im Wesentlichen die Form von Kreissegmenten, dergestalt, dass sie zusammen mit den Antennenelementteilen 2a nach zusammenstecken der Stecker 2b und der Gegenstecker 8b, die an den freien Enden der kreissegmentförmigen Antennenelementteile 8a jeweils einen Kreis bilden. Der Gehäuseträger 7 weist Aussparungen 5 auf, so dass das ansteckbare Kopfspulenteil wie ein Brillengestell bezüglich des Patientenkörpers angeordnet ist und ihm den Ausblick aus dem helmförmigen Spulengehäuse ermöglicht. Dieses ansteckbare Kopfspulenteil kann, wie bereits erwähnt, durch Lösen der Steckverbinder 2b, 8b entfernt werden, wenn keine vollständige Kopfbildgebung erforderlich ist, wie dies zum Beispiel bei fMRI-Verfahren der Fall ist, und somit hat der Patient 4 freie Sicht aus einem großen freien Gesichtsfeld heraus.
3 zeigt eine zweite Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Hier sind die Antennenelemente 2 auf gleiche Weise auf dem Spulengehäuse 3 angeordnet wie bei der ersten Ausführungsform. Die zweiten Antennenelemente weisen jedoch einen anderen Aufbau auf. Sie bestehen aus zwei im Wesentlichen gleich langen Kreissegmenten mit gleichem Radius, die übereinander liegend und gegeneinander verschieb bar in einer Lagerung im Spulengehäuse 3 gelagert sind. Die Antennenelementteile 9a, 9b sind übereinander angeordnet und miteinander elektrisch über Schleifkontakte verbunden, die jeweils an einem freien Ende eines der Kreissegmente 9a, 9b angeordnet sind. Am jeweils anderen freien Ende der beiden Kreissegmente sind jeweils ein Steckverbinder 12 bzw. als Gegenstecker 13 ein Buchsenverbinder 13 angeordnet. Auf diese Weise kann, wie in 3 gezeigt, ein Kreissegment 9b des zweiten Antennenelementteils aus seiner Lagerung im Spulengehäuse 3 heraus um ein Auge des Patienten 4 herum geführt werden, bis dessen freies Ende, welches mit einem Verbinder 12 versehen ist, auf den Gegenstecker 13 trifft, der sich am anderen freien Ende des fest in dem Spulengehäuse 3 verankerten kreissegmentförmigen ersten Antennenelementteils 9a eingesteckt werden kann. Wie man in 3 erkennt, ist das Spulengehäuse im Gesichtsfeld des Patienten gegenüber der in 1a gezeigten Ausführungsform dichter an die Augen des Patienten 4 herangeführt, um dem zweiten, beweglichen Antennenelementteil eine größere Lagerfläche zu bieten, in die es einschiebbar ist, um das Gesichtsfeld frei zu legen. Dadurch wird darüber hinaus die Führung des kreissegmentförmigen Antennenelementteils 9b verlängert und somit verbessert, und eine sichere Führung der Schleifkontakte gewährleistet.
4 zeigt eine dritte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, bei der die zweiten Antennenelemente 10 vollkommen separat und unabhängig von den ersten Antennenelementen 2 ausgeführt sind. Man erkennt in 4 zwei zweite Antennenelemente auf separaten Gehäuseträgern 11 mit Aussparungen 5. Die zweiten Antennenelemente überlappen sich teilweise. Der separate Gehäuseträger hat im gezeigten Ausführungsbeispiel die Form einer Brille, so dass der Patient 4 durch die Öffnungen 5 aus der Kopfspule herausschauen kann. Der Gehäuseträger 11 kann wie bei einer Brille üblich, seitliche Brillenbügel aufweisen, um das Trägergehäuse hinter den Ohren des Patienten zu halten. Somit sind die zweiten Antennenelemente 10 elektrisch wie mechanisch vollkommen separat von den ersten Antennenelementen. Die brillenförmigen zweiten Antennenelemente können auch vollkommen separat von der Kopfspule 1 als Augenspulen verwendet werden, wenn dies gewünscht wird.
Die Kopfspule nach der vorliegenden Erfindung kann für die Bildgebung optimiert werden. Es müssen keine Kompromisse im Antennendesign eingegangen werden, also keine Performance-Verluste in Kauf genommen werden, um dem Patienten für den Fall der funktionellen Bildgebung (fMRI) ein freies Sichtfeld zu bieten. Für die fMRI ist der Patient von außen über Spiegel zur Animation uneingeschränkt zugänglich, d. h. es tritt kein Informationsverlust durch sichtbehindernde Gehäuseteile auf. Durch die entfernbaren zweiten Antennenelemente im Gesichtsbereich bietet sich ebenfalls die Möglichkeit, durch den nun freien Platz in der Kopfspule, den Patienten einer Animationsbrille oder ähnliches auszusetzen.

Claims

MR-Kopfspule (1) mit einem helmförmigen Spulengehäuse (3) und einer daran angebrachten Anordnung einer Mehrzahl von ersten Antennenelementen (2), wobei das helmförmige Spulengehäuse (3) so geformt ist, dass es das Gesichtsfeld eines Patienten (4) vollkommen frei lässt, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Gesichtsfeld zeitweise anordbare zweite Antennenelemente (2) oder Antennenelementteile (8a, 9a, 9b, 10) vorgesehen sind, die mit ersten Antennenelementen oder Antennenelementteilen (2), die am Spulengehäuse (3) angeordnet sind, elektrisch verbindbar sind, wobei die miteinander elektrisch verbundenen ersten und zweiten Antennenelementteile (9a, 9b) jeweils kreissegmentförmige Antennenspulenteile sind, die über Schleifkontakte elektrisch verbunden sind, so dass die zweiten Antennenspulenteile aus ihrer Lagerung im Spulengehäuse (3) heraus in das Gesichtsfeld verschiebbar sind und über Steck- und Buchsenkontakte (12, 13) an entsprechenden Enden der ersten und zweiten Antennenspulenteile mit den ersten Antennenspulenteilen verbindbar sind.
MR-Kopfspule (1) mit einem helmförmigen Spulengehäuse (3) und einer daran angebrachten Anordnung einer Mehrzahl von ersten Antennenelementen (2), wobei das helmförmige Spulengehäuse (3) geformt ist, dass es das Gesichtsfeld eines Patienten (4) vollkommen frei lässt, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Gesichtsfeld zeitweise anordbare zweite Antennenelemente (2) oder Antennenelementteile (8a, 9a, 9b, 10) vor gesehen sind, die mit ersten Antennenelementen oder Antennenelementteilen (2), die am Spulengehäuse (3) angeordnet sind, elektrisch verbindbar sind, wobei die zweiten Antennenelemente oder Antennenelementteile über Gelenke am Spulengehäuse (3) angebracht und aus dem Gesichtsfeld herausschwenkbar sind.
MR-Kopfspule nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass erste und zweite Antennenelementteile durch Steckkontakte (2b, 8b, 12, 13) an ihren Enden miteinander verbindbar sind.
MR-Kopfspule nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die zweiten Antennenelementteile (8a) zwei Spulensegmente aufweisen, die brillenartig den Augenbereich des Patienten (4) bedecken.
MR-Kopfspule nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die kreissegmentförmigen Antennenelementteile (9a, 9b) jeweils einen Kreismittelpunkt haben, der im Bereich der Augen des Patienten liegt.