-
Dier Erfindung betrifft eine passive Sendeantenne für einen Magnetresonanztomographen, wobei die passive Sendeantenne eine Abstimmvorrichtung mit einem Abstimmelement aufweist, sowie ein System aus einer passiven Sendeantenne und einem Magnetresonanztomographen sowie ein Verfahren zum Betrieb des Systems.
-
Magnetresonanztomographen sind bildgebende Vorrichtungen, die zur Abbildung eines Untersuchungsobjektes Kernspins des Untersuchungsobjektes mit einem starken äußeren Magnetfeld ausrichten und durch ein magnetisches Wechselfeld zur Präzession um diese Ausrichtung anregen. Die Präzession bzw. Rückkehr der Spins aus diesem angeregten in einen Zustand mit geringerer Energie wiederum erzeugt als Antwort ein magnetisches Wechselfeld, das über Antennen empfangen wird.
-
Mit Hilfe von magnetischen Gradientenfeldern wird den Signalen eine Ortskodierung aufgeprägt, die nachfolgend eine Zuordnung von dem empfangenen Signal zu einem Volumenelement ermöglicht. Das empfangene Signal wird dann ausgewertet und eine dreidimensionale bildgebende Darstellung des Untersuchungsobjektes bereitgestellt. Zum Empfang des Signals werden vorzugsweise lokale Antennen, sogenannte Lokalspulen verwendet, die zur Erzielung eines besseren Signal-Rauschabstandes unmittelbar am Untersuchungsobjekt angeordnet werden.
-
Mit zunehmender Frequenz der Anregungssignale nimmt auch die Absorption des Anregungspulses in dem Körper des Patienten zu, sodass mit einer einzelnen Lokalspule an einer Oberfläche des Patienten keine homogene Anregung der Kernspins mehr zu erzielen ist.
-
Denkbar ist es, mehrere aktive Sendeantennen um den Patienten herum anzuordnen, was aber einen großen Aufwand an dazugehöriger Sendeeinrichtung erfordert.
-
Es sind auch passive Sendeantennen möglich, die über Resonanz mit dem Anregungspuls eine lokale Felderhöhung erzielen. Wegen der unterschiedlichen Geometrien und Eigenschaften der Patienten ist aber kein einheitliches Ergebnis zu erzielen. In der nicht vorveröffentlichten Anmeldung
DE 10 2017 207500 ist eine von einer Körperspule erregte passive Sendeantenne beschrieben.
-
Die Aufgabe der Erfindung könnte es folglich sein, die Homogenität einer Anregung der Kernspins in einem Patienten bzw. Untersuchungsobjekt zu verbessern.
-
Die Aufgabe wird durch die erfindungsgemäße passive Sendeantenne nach Anspruch 1, das erfindungsgemäße System nach Anspruch 7 sowie das erfindungsgemäße Verfahren nach Anspruch 8 oder 10 gelöst.
-
Die erfindungsgemäße passive Sendeantenne ist für einen Magnetresonanztomographen vorgesehen, insbesondere ist sie ausgelegt, eine Resonanz nahe bei einer Larmorfrequenz des Magnetresonanz aufzuweisen und im resonanten Zustand die durch einen Anregungspuls des Magnetresonanztomographen in einem Patiententunnel auftretenden Feldstärken unbeschadet zu überstehen.
-
Die passive Sendeantenne weist eine Abstimmvorrichtung mit einem Abstimmelement auf. Vorzugsweise ist die Abstimmvorrichtung in der passiven Sendeantenne bzw. in einem Gehäuse der passiven Sendeantenne angeordnet. Die Abstimmvorrichtung ist ausgelegt, eine Abstimmung der passiven Sendeantenne in Abhängigkeit von einer Relativposition der passiven Sendeantenne in einem Patiententunnel des Magnetresonanztomographen vorzunehmen. Als Abstimmen wird dabei insbesondere eine Veränderung der induktiven und/oder kapazitiven Eigenschaften der passiven Sendeantenne angesehen, die dazu führt, dass sich die Resonanzfrequenz der passiven Sendeantenne und/oder die Dämpfung bei einer vorbestimmten Frequenz ändern. So kann das B1-Feld in der Umgebung der passiven Sendeantenne gesteuert über die Resonanzfrequenz der passiven Sendeantenne im Verhältnis zur Frequenz des Anregungspulses je nach Phasenlage geschwächt (Resonanzfrequenz kleiner als Anregungsfrequenz, induktive Gesamtimpedanz) oder verstärkt (Resonanzfrequenz höher, kapazitive Gesamtimpedanz) werden und so zur Homogenisierung des B1-Feldes beigetragen werden. Über den Betrag der Abweichung der Frequenzen ist die Stärke einstellbar.
-
Das erfindungsgemäße Verfahren nach Anspruch 8 ist zum Abstimmen für eine passive Sendeantenne nach Anspruch 2 vorgesehen. Die passive Sendeantenne weist eine Abstimmvorrichtung mit einem Abstimmelement und einem Abstandsmesser auf. Die passive Sendeantenne ist bei dem erfindungsgemäßen Verfahren gemeinsam mit der aktiven Sendeantenne in einem Patiententunnel eines Magnetresonanztomographen angeordnet.
-
In einem Schritt des erfindungsgemäßen Verfahrens wird ein Abstand zwischen passiver Sendeantenne und einer aktiven Sendeantenne des Magnetresonanztomographen mittels des Abstandsmessers erfasst.
-
In einem anderen Schritt des erfindungsgemäßen Verfahrens wird die passive Sendeantenne durch die Abstimmvorrichtung mittels des Abstimmelements in Abhängigkeit von dem erfassten Abstand abgestimmt. Die Abhängigkeit des Abstimmens von der Relativposition bzw. dem Abstand der passiven Sendeantenne zu der aktiven Sendeantenne kann beispielsweise eine vorbestimmte Funktion des Wertes des Abstimmelementes von dem erfassten Abstand sein. Denkbar sind beispielsweise lineare, Polynom-, Exponential-Funktionen oder Kombinationen davon.
-
Das Abstimmen durch die Abstimmvorrichtung kann beispielsweise durch mechanische Wirkzusammenhänge, elektrische Schaltungen oder eine digitale Steuerung realisiert sein.
-
Eine andere denkbare Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens nach Anspruch 10 betrifft ein Verfahren zur Abstimmung für eine passive Sendeantenne nach Anspruch 4. Die Abstimmvorrichtung der passiven Sendeantenne weist dabei einen Sensor zum Messen eines induzierten Hochfrequenzstromes in der passiven Sendeantenne auf. Dabei ist die passive Sendeantenne gemeinsam mit der aktiven Sendeantenne in einem Patiententunnel eines Magnetresonanztomographen angeordnet.
-
In einem Schritt des erfindungsgemäßen Verfahrens sendet der Magnetresonanztomograph einen vorbestimmten Referenzpuls über die aktive Sendeantenne aus.
-
In einem weiteren Schritt des erfindungsgemäßen Verfahrens erfasst die Abstimmvorrichtung eine Amplitude des durch den Referenzpuls in der passiven Sendeantenne induzierten Hochfrequenzstromes mittels des Sensors. Dabei ist der induzierte Hochfrequenzstrom unter anderem von einem Abstand der passiven Sendeantenne von der aktiven Sendeantenne bzw. deren Relativposition abhängig. Der Sensor zum Messen des induzierten Stromes ist deshalb auch ein Abstandsmesser im Sinne der Erfindung.
-
In einem anderen Schritt des erfindungsgemäßen Verfahrens stimmt die Abstimmvorrichtung die passive Sendeantenne in Abhängigkeit von der erfassten Amplitude ab. Die Abhängigkeit des Abstimmens von der erfassten Amplitude und damit auch dem Abstand der passiven Sendeantenne zu der aktiven Sendeantenne kann beispielsweise eine vorbestimmte Funktion des Wertes des Abstimmelementes von dem erfassten induzierten Hochfrequenzstromes sein. Denkbar sind beispielsweise lineare, polynome, exponentielle Funktionen oder Mischungen davon. Auf vorteilhafte Weise ermöglicht es die erfindungsgemäße passive Sendeantenne und das erfindungsgemäße Verfahren in seinen Ausführungsformen, die passive Sendeantenne in Abhängigkeit von dem Abstand der passiven zu der aktiven Sendeantenne abzustimmen und so durch eine geeignete Abhängigkeit beispielsweise eine symmetrische Stromverteilung und somit ein homogenes B1-Feld zwischen der aktiven und der passiven Sendeantenne bereitzustellen.
-
Weitere vorteilhafte Ausführungsformen sind in den Unteransprüchen angegeben.
-
In einer denkbaren Ausführungsform der erfindungsgemäßen passiven Sendeantenne weist die Abstimmvorrichtung einen Abstandsmesser auf. Ein Abstandsmesser im Sinne der Erfindung ist jede Einrichtung, die einen Ausgabewert ausgibt, der von einem Abstand der passiven Sendeantenne zu eine anderen Gegenstand, beispielsweise einer aktiven Sendeantenne abhängt. Das kann beispielsweise eine mechanische Vorrichtung wie ein Seilzug oder eine Zahnstange sein, die ein Potentiometer, einen Drehkondensator oder einen Spulenkern betätigen und so unmittelbar den Abstand in eine elektrische Größe wie Widerstand, Kapazität oder Induktivität umsetzen. Denkbar sind aber auch akustische oder optische Entfernungsmesser. Möglich ist es auch, eine Größe für den Abstand über eine induktive Kopplung der aktiven und der passiven Sendespule zu bestimmen, wie es nachfolgend noch beschrieben wird.
-
Der Abstand ist eine wichtige Größe für die Wechselwirkung zwischen der passiven Sendeantenne und dem Magnetresonanztomographen bzw. der aktiven Sendeantenne. Auf vorteilhafte Weise erlaubt es der Abstandsmesser der Abstimmvorrichtung, diese Größe zu erfassen und in Abhängigkeit davon die passive Sendespule abzustimmen.
-
In einer möglichen Ausführungsform der passiven Sendeantenne weist das Abstimmelement eine veränderliche Kapazität auf. Denkbar wären aber auch ein veränderlicher Widerstand oder eine veränderliche Induktivität zum Abstimmen. Es kann sich dabei um mechanisch veränderliche Abstimmelemente wie beispielsweise Drehkondensator, Potentiometer oder Spule mit beweglichem Kern, beispielsweise aus Kupfer handeln, oder auch elektrisch veränderliche Abstimmelemente wie PIN-Dioden oder Transistor mit zuschaltbarer Kapazität oder Induktivität oder als variabler Widerstand.
-
Auf vorteilhafte Weise ermöglicht eine variable Kapazität wie z.B. PIN-Diode oder Drehkondensator eine einfache und verlustarme Verstimmung der passiven Sendeantenne.
-
In einer denkbaren Ausführungsform der passiven Sendeantenne weist die Abstimmvorrichtung einen Sensor zum Messen eines induzierten Hochfrequenzstromes in der passiven Sendeantenne auf. Denkbar sind beispielsweise ein Messwiderstand und ein Sensor zur Spannungsmessung, ein induktiv ein oder ein über einen Richtkoppler angekoppelter Sensor, über den ein Strom in einer Antennenspule der passiven Sendeantenne gemessen werden kann. Der Sensor zum Messen eines induzierten Hochfrequenzstromes bestimmt damit eine Größe, die vom Abstand der passiven Antenne von der Quelle des Induktionsfeldes anhängt und ist daher ein Abstandsmesser im Sinne der Erfindung. Die Abstimmvorrichtung ist ausgelegt, die passive Sendeantenne derart abzustimmen, dass ein in der passiven Sendeantenne von einem Anregungsfeld induzierter Hochfrequenzstrom eine vorbestimmte Amplitude einnimmt. Beispielsweise kann eine Regelschaltung oder eine Steuerung das Abstimmelement so einstellen, dass aufgrund der veränderten Dämpfung der Antennenspule oder der veränderten Resonanzfrequenz der Hochfrequenzstrom in der Antennenspule der passiven Sendeantenne den vorbestimmten Wert einnimmt.
-
In einer möglichen Ausführungsform der passiven Sendeantenne weist die passive Sendeantenne eine Mehrzahl an Antennenspulen mit je einem Abstimmelement auf. Beispielsweise kann die passive Sendeantenne eine Matrix aus einzelnen Antennenspulen aufweisen. Eine Mehrzahl oder jede der Antennenspulen bzw. Antennenschleifen weist dabei ein eigenes Abstimmelement auf. Die Abstimmvorrichtung ist dabei ausgelegt, ein Abstimmen der passiven Sendeantenne in Abhängigkeit von einer Relativposition der passiven Sendeantenne in einem Patiententunnel des Magnetresonanztomographen für die Mehrzahl an Antennenspule vorzunehmen. Es ist dabei denkbar, dass jedes Abstimmelement eine eigene Abstimmvorrichtung aufweist, die zusammen die Abstimmvorrichtung der passiven Sendeantenne bilden oder eine gemeinsame zentrale Abstimmvorrichtung eine Mehrzahl oder alle Abstimmelemente ansteuert.
-
Auf vorteilhafte Weise ermöglicht es eine passive Sendeantenne mit einer Mehrzahl an Antennenspulen über ein größeres Volumen ein homogenes B1-Feld zu erzielen.
-
In einer denkbaren Ausführungsform der passiven Sendeantenne mit einer Mehrzahl an Antennenspulen ist die Mehrzahl der Antennenspulen ausgelegt, durch Überlagerung ihrer elektromagnetischen Felder unterschiedliche Moden auszubilden. Beispielsweise kann die Mehrzahl der Antennenspulen dazu ausgelegt sein, unterschiedliche Moden auszubilden, wie z.B. eine einfache Antennenschleife in Verbindung mit einer Butterfly- oder Achterschleife, die in Zusammenwirken ein zirkular polarisiertes Feld ausbilden können.
-
Auf vorteilhafte Weise erzeugt ein zirkulares B1-Feld besonders effektiv eine Auslenkung der Kernspins.
-
Das erfindungsgemäße System weist eine erfindungsgemäße passive Sendeantenne mit einer Abstimmvorrichtung und einem Sensor zum Messen eines induzierten Hochfrequenzstromes in der passiven Sendeantenne auf. Weiterhin weist das erfindungsgemäße System einen Magnetresonanztomographen mit einer aktiven Sendeantenne auf. Der Magnetresonanztomograph ist ausgelegt, mit der aktiven Sendeantenne einen Referenzpuls mit einer vorbestimmten Leistung abzustrahlen. Die Abstimmvorrichtung ist ausgelegt, wenn die passive Sendeantenne in dem Patiententunnel angeordnet ist, mittels des Sensors einen durch den Referenzpuls in die passive Sendeantenne induzierten Hochfrequenzstrom zu erfassen. Die Abstimmvorrichtung ist weiterhin ausgelegt, in Abhängigkeit von dem erfassten induzierten Hochfrequenzstrom die passive Sendeantenne mit Hilfe des Abstimmelements abzustimmen, beispielsweise durch eine Regelschaltung oder Steuerung.
-
Auf vorteilhafte Weise erlaubt es das erfindungsgemäße System, den induzierten Strom zur Abstimmung zu nutzen, der direkt das B1-Feld beeinflusst, auch wenn eine Abstandsmessung beispielsweise wegen Hindernissen nicht direkt möglich ist.
-
In einer denkbaren Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens weist das Verfahren weiterhin den Schritt auf, die Relativposition der passiven Sendeantenne zu dem Magnetresonanztomographen zu erfassen, beispielsweise zu einer Wand des Patiententunnels. Das Erfassen der Position kann beispielsweise mit optischen Mitteln wie Kameras, optischen oder akustischen Abstandsensoren oder auch anhand des B0-Feldes stattfinden. Darüber hinaus erfolgt der Schritt des Abstimmens weiterhin in Abhängigkeit von der erfassten Relativposition.
-
Die Wechselwirkung der aktiven Sendeantenne und der passiven Sendeantenne ist nicht nur vom Abstand zueinander, sondern auch von der Position relativ zu dem Magnetresonanztomographen, insbesondere zu elektromagnetische Wellen reflektierenden Wänden des Patiententunnels abhängig. Auf vorteilhafte Weise erfasst und berücksichtigt die Ausführungsform des Verfahrens diese Faktoren und kommt so schneller und/oder genauer zu einem Ergebnis bei dem Abstimmen.
-
Die oben beschriebenen Eigenschaften, Merkmale und Vorteile dieser Erfindung sowie die Art und Weise, wie diese erreicht werden, werden klarer und deutlicher verständlich im Zusammenhang mit der folgenden Beschreibung der Ausführungsbeispiele, die im Zusammenhang mit den Zeichnungen näher erläutert werden.
-
Es zeigen:
- 1 eine schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen Systems aus einem Magnetresonanztomographen und einer passiven Sendeantenne;
- 2 schematisch eine Anordnung aus einer erfindungsgemäßen passiven Sendeantenne und einer aktiven Sendeantenne im Teilquerschnitt;
- 3 schematisch eine Anordnung aus einer erfindungsgemäßen passiven Sendeantenne und einer aktiven Sendeantenne im Teilquerschnitt;
- 4 schematisch eine Anordnung aus einer erfindungsgemäßen passiven Sendeantenne und einer aktiven Sendeantenne im Teilquerschnitt;
- 5 ein schematisches Ablaufdiagramm für ein erfindungsgemäßes Verfahren.
-
1 zeigt eine schematische Darstellung einer Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Magnetresonanztomographen 1.
-
Die Magneteinheit 10 weist einen Feldmagneten 11 auf, der ein statisches Magnetfeld B0 zur Ausrichtung von Kernspins von Proben bzw. Patienten 40 in einem Aufnahmebereich erzeugt. Der Aufnahmebereich ist in einem Patiententunnel 16 angeordnet, der sich in einer Längsrichtung 2 durch die Magneteinheit 10 erstreckt und von der Verfahreinheit 36 bewegbar ist. Üblicherweise handelt es sich bei dem Feldmagneten 11 um einen supraleitenden Magneten, der magnetische Felder mit einer magnetischen Flussdichte von bis zu 3T, bei neuesten Geräten sogar darüber, bereitstellen kann. Für geringere Feldstärken können jedoch auch Permanentmagnete oder Elektromagnete mit normalleitenden Spulen Verwendung finden.
-
Weiterhin weist die Magneteinheit 10 Gradientenspulen 12 auf, die dazu ausgelegt sind, zur räumlichen Differenzierung der erfassten Abbildungsbereiche in dem Untersuchungsvolumen dem Magnetfeld B0 variable Magnetfelder in drei Raumrichtungen zu überlagern. Die Gradientenspulen 12 sind üblicherweise Spulen aus normalleitenden Drähten, die zueinander orthogonale Felder in dem Untersuchungsvolumen erzeugen können.
-
Die Magneteinheit 10 weist ebenfalls eine Körperspule 14 auf, die dazu ausgelegt ist, ein über eine Signalleitung zugeführtes Hochfrequenzsignal in das Untersuchungsvolumen abzustrahlen und von dem Patient 40 emittierte Resonanzsignale zu empfangen und über eine Signalleitung abzugeben.
-
Eine Steuereinheit 20 versorgt die Magneteinheit 10 mit den verschiedenen Signalen für die Gradientenspulen 12 und die Körperspule 14 und wertet die empfangenen Signale aus.
-
So weist die Steuereinheit 20 eine Gradientenansteuerung 21 auf, die dazu ausgelegt ist, die Gradientenspulen 12 über Zuleitungen mit variablen Strömen zu versorgen, welche zeitlich koordiniert die erwünschten Gradientenfelder in dem Untersuchungsvolumen bereitstellen.
-
Weiterhin weist die Steuereinheit 20 eine Hochfrequenzeinheit 22 auf, die ausgelegt ist, einen Hochfrequenz-Puls mit einem vorgegebenen zeitlichen Verlauf, Amplitude und spektraler Leistungsverteilung zur Anregung einer Magnetresonanz der Kernspins in dem Patienten 40 zu erzeugen. Dabei können Pulsleistungen im Bereich von Kilowatt erreicht werden. Die Anregungspulse können über die Körperspule 14 oder auch über eine lokale Sendeantenne in den Patienten 40 abgestrahlt werden, die in 1 nicht dargestellt ist. Eine derartige lokale aktive Sendeantenne 70 kann beispielsweise in der Patientenliege 30 posterior angeordnet sein.
-
Auf dem Patienten ist eine passive Sendeantenne 50 angeordnet, in der durch die Anregungspulse über die Körperspule 14 oder eine lokale aktive Sendeantenne 70 angeregt Hochfrequenzströme induziert werden und gemeinsam mit dem B1-Feld der Körperspule 14 oder der lokalen aktiven Sendeantenne 70 Kernspins in dem Patienten anregen. Durch die Resonanz der passiven Sendeantenne 50 kann das B1-Feld in der Umgebung der passiven Sendeantenne 50 gesteuert über die Resonanzfrequenz der passiven Sendeantenne 50 im Verhältnis zur Frequenz des Anregungspulses je nach Phasenlage geschwächt (Resonanzfrequenz kleiner als Anregungsfrequenz, induktive Gesamtimpedanz) oder verstärkt (Resonanzfrequenz höher, kapazitive Gesamtimpedanz) werden und so zur Homogenisierung des B1-Feldes beigetragen werden. Über den Betrag der Abweichung der Frequenzen ist die Stärke einstellbar.
-
2 zeigt schematisch eine Anordnung aus einer erfindungsgemäßen passiven Sendeantenne 50 und einer aktiven Sendeantenne 70 im Teilquerschnitt. Auf einer Patientenliege 30 befindet sich ein Patient 40. In der Patientenliege 30, unter dem Patienten 40 ist eine aktive Sendeantenne 70 angeordnet. Seitlich an der Patientenliege ist eine Zahnstange 31 angebracht, an der eine passive Sendeantenne 50 verfahrbar ist, sodass sich der Abstand zwischen passiver Sendeantenne 50 und aktiver Sendeantenne 70 eingestellt werden kann.
-
In einem Gehäuse 55 der passiven Sendeantenne 50 befindet sich eine Antennenspule 51, die elektrisch mit einem Abstimmelement 53 verbunden ist. Das Abstimmelement 53 ist in 2 mechanisch mit einem Abstandssensor 54 als Abstandsmesser verbunden, der hier als Zahnrad ausgeführt ist, das in die Zahnstange 31 eingreift und bei einem Verschieben der passiven Sendeantenne 50 entlang der Zahnstange auf den Patienten 40 zu oder von ihm weg durch die Zahnstange 31 in Drehung versetzt wird. Durch die mechanische Kopplung wird von dem Zahnrad das Abstimmelement 53 betätigt. Beispielsweise kann das Abstimmelement eine Spule sein, bei der ein Kern durch die Betätigung hinein- bzw. herausgedreht wird, sodass sich die Induktivität ändert. Denkbar sind auch ein Drehkondensator oder ein Potentiometer als mechanisch betätigtes Abstimmelement 53. Über die elektrische Verbindung mit der Antennenspule 51 wird so die passive Sendeantenne 50 abgestimmt. Durch die Drehrichtung, Übersetzung und Charakteristik des Abstimmelements, z.B. Plattenform bei einem Drehkondensator oder Wicklungsform bei einer Spule, kann so die gewünschte Abstimmung in Abhängigkeit von dem Abstand der passiven Sendeantenne 50 von der aktiven Sendeantenne 70 bzw. der Patientenliege 30 erzielt werden.
-
3 zeigt eine andere Ausführungsform einer erfindungsgemäßen passiven Sendeantenne 50. In dieser Ausführungsform ist der Abstandssensor 54 durch einen Ultraschall-Sender-/ Empfänger realisiert, der als Abstandsmesser im Sinne der Erfindung wirkt. Das Signal des Abstandssensors 54 wird durch eine Abstimmsteuerung 56 ausgewertet, die als Abstimmelement 53 eine PIN-Diode als variable Kapazität ansteuert. Die Abstimmsteuerung 56 kann eine analoge Schaltung mit einer vorbestimmten Kennlinie sein oder auch eine digitale Steuerung, die anhand von gespeicherten Tabellen oder vorbestimmten Funktionen einen Spannungswert ausgibt und so die Antennenspule 51 über die PIN-Diode in Abhängigkeit von der Relativposition zu der Patientenliege 30 bzw. der aktiven Sendeantenne 70 abstimmt.
-
Möglich wäre es auch, dass der Abstandssensor 54 einen Abstand nach oben zu einer Wand des Patiententunnels 16 erfasst. Aufgrund der bekannten Geometrie des Patiententunnels 16 und der Patientenliege 30 kann auch so die Relativposition zu der aktiven Sendeantenne 70 bestimmt werden. Ebenfalls können auch andere Positionssensoren wie Kameras, Magnetfeldsensoren unter Verwendung des B0-Feldes oder ähnliches als Abstandssensor 54 dienen.
-
Denkbar sind natürlich auch beliebige Mischformen. Beispielsweise kann der Abstand digital erfasst werden und dann über einen mechanischen Steller das Abstimmelement 53 eingestellt werden oder ein mechanisch erfasster Abstand wird in ein elektrisches Steuersignal für die PIN-Diode umgesetzt.
-
4 zeigt eine denkbare Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Systems aus einer passiven Sendeantenne 50 und einem Magnetresonanztomographen 1 mit einer aktiven Sendeantenne 70. Die passive Sendeantenne 50 weist in dieser Ausführungsform einen Sensor 57 auf, mit dem ein in der Antennenspule 51 induzierter Hochfrequenzstrom oder eine induzierte Hochfrequenzspannung erfasst werden kann. Der Hochfrequenzstrom bzw. die Hochfrequenzspannung wird gemäß dem nachfolgend noch erläuterten erfindungsgemäßen Verfahren durch einen von der Steuereinheit 20 mit der Hochfrequenzeinheit 22 erzeugten Referenzpuls über die lokale aktive Sendeantenne 70 emittiert und erzeugt ein elektromagnetisches Wechselfeld, das die passive Sendeantenne 50 durchdringt. Als Sendeantenne ist aber auch die Körperspule 14 denkbar.
-
Der Sensor 57 kann beispielsweise ein Richtkoppler mit Gleichrichterdiode sein, ein Messwiderstand in der Antennenspule 51 oder auch eine Sensorspule, die an die Antennenspule 51 ankoppelt. Auf diese Weise kann die Hochfrequenzamplitude des Stromes oder der Spannung selbst oder auch eine Amplitude einer Hüllkurve erfasst werden, die ein Maß für den in die Antennenspule 51 induzierten Hochfrequenzstrom und damit indirekt auch für den Abstand der passiven Sendeantenne 50 zu der aktiven Sendeantenne bei einem bekannten ausgesendeten Referenzpuls angibt. Der Sensor 57 ist daher ein Abstandsmesser im Sinne der Erfindung.
-
Die Abstimmsteuerung 56 erhält das Messsignal des Sensors 57 und ist ausgelegt, über das Abstimmelement 53 als Stellglied die passive Sendeantenne 50 in Abhängigkeit von der erfassten Amplitude und damit dem Abstand zur aktiven Sendeantenne so abzustimmen, dass der induzierte Hochfrequenzstrom bzw. die induzierte Hochfrequenzspannung eine vorbestimmte Amplitude einnimmt.
Bei einer veränderlichen Kapazität oder Induktivität als Abstimmelement 53 kann beispielsweise die Resonanzfrequenz der Antennenspule weiter von einer Frequenz des Referenzpulses entfernt abgestimmt werden, um eine Stärke der Wechselwirkung und damit auch der B1-Feldänderung in der Nähe der passiven Sendeantenne zu verändern. Das Vorzeichen der Änderung wird durch das Vorzeichen der Differenz der Frequenzen bestimmt: eine Resonanzfrequenz kleiner als die Anregungsfrequenz (induktive Gesamtimpedanz) führt dazu, dass sich B1-Felder der aktiven Sendeantenne 70 und der passiven Sendeantenne in der Nähe der passiven Sendeantenne entgegen wirken und abschwächen, während eine Resonanzfrequenz höher (kapazitive Gesamtimpedanz) eine Verstärkung bewirkt.
-
Auf diese Weise kann zur Homogenisierung des B1-Feldes beigetragen werden. Besonders vorteilhaft ist eine Anordnung der Spulen in einer Art Helmholtz-Spulenpaar, bei dem die Ebenen der Spulen parallel zueinander und entlang einer Flächennormalen zu diesen Ebenen voneinander beabstandet sind.
-
Grundsätzlich möglich wäre es auch, über einen einstellbaren Widerstand über die Dämpfung der Antennenspule die Amplitude direkt zu beeinflussen.
-
In 5 ist schematisch der Ablauf eines erfindungsgemäßen Verfahrens dargestellt. Das Verfahren wird auf einem System aus einer passiven Sendeantenne 50 und einem Magnetresonanztomographen 1 mit einer aktiven Sendeantenne 70 ausgeführt. Die passive Sendeantenne 50 befindet sich dabei in dem Patiententunnel 16.
-
In einem Schritt S10 erfasst die Abstimmvorrichtung 52 einen Abstand zwischen der aktiven Sendeantenne 70 oder der Körperspule 14 bzw. der Wand des Patiententunnels 16. Dies kann wie in den Ausführungsformen der 2 und 3 dargestellt mittels mechanischer, optischer oder akustischer Entfernungsmesser unmittelbar erfolgen. Es ist aber genauso denkbar, dass die Relativposition der passiven Sendeantenne 50 zu dem Magnetresonanztomographen mittels Kamera oder Feldmessung erfasst wird und über die bekannte Position der aktiven Sendeantenne 70 im Magnetresonanztomographen 1 der Abstand durch die Abstimmsteuerung 56 bestimmt wird.
-
Möglich ist auch wie in 4 dargestellt, dass der Magnetresonanztomograph 1 über die Hochfrequenzeinheit 22 und die lokale aktive Sendeantenne 70 oder die Körperspule 14 einen Referenzimpuls oder ein Referenzsignal mit vorbestimmter Frequenz und Leistung abstrahlt. Eine passive Sendeantenne 50 gemäß 4 erfasst dann mittels des Sensors 57 einen von dem Referenzpuls/signal in der Antennenspule induzierten Hochfrequenzstrom oder Hochfrequenzspannung. Da die induzierte Spannung bzw. Strom von dem Abstand zur aktiven Sendeantenne 70 abhängt, wird damit auch indirekt ein Abstand bestimmt.
-
In einem Schritt S30 stimmt die Abstimmvorrichtung 52 in Abhängigkeit von dem erfassten induzierten Hochfrequenzstrom die passive Sendeantenne 50 ab. Dabei kann der Schritt des Abstimmens bei der Ausführungsform der 2 unmittelbar mit dem Erfassen des Abstandes verbunden sein.
-
Es ist aber auch denkbar, dass zunächst ein Abstand durch die Abstimmvorrichtung 56 erfasst wird und dann über eine Wertetabelle oder eine vorbestimmte Funktion ein geeigneter Einstellwert für das Abstimmelement 53 bestimmt wird, der dann in Schritt S30 eingestellt wird.
-
In der Ausführungsform der 4 erfolgt das Abstimmen indirekt abhängig von dem Abstand der passiven Sendeantenne 50 zu der aktiven Sendeantenne 70 oder der Körperspule 14, indem das Abstimmen in Abhängigkeit von dem erfassten Hochfrequenzstrom bzw. Hochfrequenzspannung erfolgt, der wiederum von dem Abstand abhängig ist.
-
In einer denkbaren Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens wird in einem Schritt S20 die Relativposition der passiven Sendeantenne 50 zu dem Magnetresonanztomographen 1 erfasst und in Schritt S30 das Abstimmen in Abhängigkeit von dem Abstand zur aktiven Sendeantenne 70 und der Relativposition ausgeführt. Es ist beispielsweise denkbar, dass das Feld und in die passive Sendeantenne 50 induzierte Ströme durch eine Wand des Patiententunnels 16 beeinflusst werden und deshalb ebenfalls bei dem Abstimmen berücksichtigt werden müssen, um eine optimale Feldverteilung zu erzielen.
-
Obwohl die Erfindung im Detail durch das bevorzugte Ausführungsbeispiel näher illustriert und beschrieben wurde, so ist die Erfindung nicht durch die offenbarten Beispiele eingeschränkt und andere Variationen können vom Fachmann hieraus abgeleitet werden, ohne den Schutzumfang der Erfindung zu verlassen.
-
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
-
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
-
Zitierte Patentliteratur
-
