DE10345176B4 - Lokalspuleneinheit eines Magnetresonanzgeräts - Google Patents

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Abstract

Lokalspuleneinheit (5, 7) für ein Magnetresonanzgerät, welches ein Hochfrequenzfeld in ein Untersuchungsobjekt (3) einstrahlt, mit einem Gehäuse (19, 21), dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein Teil des Gehäuses (19, 21) ein plattenförmiges isolierendes, dielektrisches Material (23, 25) mit einer relativen Dielektrizitätszahl εr größer 50 umfasst, welches zum passiven Kompensieren einer Inhomogenität im Hochfrequenzfeld im Untersuchungsobjekt (3) als möglichst geschlossene Fläche von 100 cm2 bis 300 cm2 entsprechend dem Ausmaß des die Inhomogenität bewirkenden Wirbelstroms ausgebildet und in den Bereichen der Lokalspuleneinheit (5, 7), die im Betriebszustand der Lokalspuleneinheit (5, 7) mit dem Untersuchungsobjekt (3) in Kontakt stehen, angeordnet ist.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Lokalspuleneinheit eines Magnetresonanzgeräts, welches ein Hochfrequenzfeld in ein Untersuchungsobjekt einstrahlt.
  • Bei der Magnetresonanztomographie, auch Kernspintomographie genannt, handelt es sich um eine inzwischen weitverbreitete Technik zur Gewinnung von Bildern des Körperinneren eines lebenden Untersuchungsobjekts. Um mit diesem Verfahren ein Bild zu gewinnen, muss zunächst der Körper bzw. der zu untersuchende Körperteil des Untersuchungsobjekts einem möglichst homogenen statischen Grundmagnetfeld (meist als B0-Feld bezeichnet) ausgesetzt werden, welches von einem Grundfeldmagneten der Magnetresonanzgeräts (MR-Geräts) erzeugt wird. Diesem Grundmagnetfeld werden während der Aufnahme der Magnetresonanzbilder schnellgeschaltete Gradientenfelder zur Ortscodierung überlagert, die von sog. Gradientenspulen erzeugt werden.
  • Es werden dann mit Hochfrequenzantennen Hochfrequenzpulse einer definierten Feldstärke in das Untersuchungsobjekt eingestrahlt. Die magnetische Flussdichte dieser Hochfrequenzpulse wird üblicherweise mit B1 bezeichnet, das pulsförmige Hochfrequenzfeld wird im allgemeinen auch kurz B1-Feld genannt. Mittels der Hochfrequenzpulse werden im Untersuchungsobjekt Magnetresonanzsignale ausgelöst, welche von Hochfrequenzempfangsantennen aufgenommen werden. Bei den Empfangsantennen kann es sich entweder um die gleichen Antennen handeln, mit denen auch die Hochfrequenzpulse ausgestrahlt werden, oder um separate Empfangsantennen.
  • Die Magnetresonanzbilder des Untersuchungsobjekts werden schließlich auf Basis der empfangenen Magnetresonanzsignale erstellt. Jeder Bildpunkt im Magnetresonanzbild ist dabei ei nem kleinen Körpervolumen, einem sogenannten „Voxel", zugeordnet. Jeder Helligkeits- oder Intensitätswert der Bildpunkte ist mit der aus diesem Voxel empfangenen Signalamplitude des Magnetresonanzsignals verknüpft. Die Stärke des Magnetresonanzsignals hängt dabei unter anderem auch von der Stärke des eingestrahlten B1-Feldes ab. Zeitliche und räumliche Schwankungen in der Feldstärke des anregenden B1-Feldes führen zu unbeabsichtigten Änderungen im empfangenen Magnetresonanzsignal, die das Messergebnis verfälschen können. So bewirkt eine räumliche Verteilung der Amplitude des B1-Feldes beispielsweise eine unerwünschte Abhängigkeit des Bildkontrastes von der räumlichen Position. Dies resultiert aus einer Überlagerung der durch die Feldverteilung verursachten Intensitätsverteilung mit der Intensitätsverteilung, welche durch beispielsweise das Gewebematerial am jeweiligen Ort bestimmt wird und welche die tatsächlich gewünschte Bildinformation enthält.
  • Solche unerwünschten Amplitudenverteilungen des Hochfrequenzfeldes findet man aufgrund des Eindringverhaltens von Hochfrequenzfeldern in dielektrische und leitfähige Medien verstärkt im Bereich höherer Magnetfeldstärken, d.h. größer 1,5 Tesla, sowie bei der Verwendung von lokalen Sendespulen bzw. Sendearrays. Zwar ermöglichen Magnetresonanzgeräte mit Grundmagnetfeld größer 1,5 T Aufnahmen mit besseren Auflösungen, doch treten bei derartigen Magnetresonanzgeräten im Stand der Technik vermehrt nachteilige inhomogene B1-Feldverteilungen auf, die z.B. von Hochfrequenz-Wirbelströmen im Untersuchungsobjekt herrühren.
  • Im Stand der Technik – hier z. B. der US 62523403 B1 – wird zur Kompensation derartiger Wirbelströme vorgeschlagen, die Sendeantenne spiralförmig auszubilden. Die Sendeantenne nimmt also die Gestalt eines um seine Symmetrieachse verwundenen Birdcage-Resonators an. In der genannten US-Patentschrift wird ferner der Einfluss von dielektrischem Material auf ein Signalabfall am Rand eines untersuchten Kopfes diskutiert.
  • Ein mit Wasser gefülltes Kissen wirkt dem Signalabfall entgegen, da es dem abrupten Wechsel in den dielektrischen Eigenschaften des Kopfes entgegenwirkt und zu einer Homogenisierung des Magnetresonanzbildes führt. Entsprechend wird eine Spiralspule vorgeschlagen, welche einen flexiblen, mit dielektrischer Flüssigkeit gefüllten Behälter aufweist, der sich an den oberen Teil des Kopfes anformen kann.
  • Trotz aller Bemühungen des Standes der Technik können die Inhomogenitäten im Anregungsfeld aber nicht in allen Fällen hinreichend kompensiert werden.
  • Eine Reduzierung der Auswirkung inhomogener B1-Feldverteilungen ließe sich durch eine Homogenisierung des eingestrahlten Hochfrequenzfeldes im Untersuchungsobjekt erreichen. Hierzu wird von Yang et al. in Proc. Intl. Suc. Mag. Reson. Med 9, 2001, Seite 1096 unter dem Titel „Manipulation of Signal Intensity Distribution with Dielectric Loading at 7.0T" vorgeschlagen, durch Verwendung dielektrischer Kissen das Hochfrequenzfeld im Körper zu homogenisieren. Allerdings gibt es bis heute keine für jeden Körper und jede Position universell funktionierende Konfiguration. Eine praktikable Realisierung derartiger Konzepte ist daher derzeit nicht absehbar.
  • Unter der Derwent Accesion Number RD 2001-449456 ist in der Research Disclosure RD442005-A vom 10.02.2001 eine Unterdrückung von RF-Resonanzen beschrieben, bei der ein Körper eines Patienten in ein flexibles dielektrisches Material eingepackt wird, wobei das Material in seiner Permeativität dem Gewebe des Patienten entspricht, aber niedrige dielektrische Verluste aufweist. Der so beispielsweise mithilfe von mit Flüssigkeit gefüllten Strukturen vergrößerte Kopf (Körper) erlaubt ein spezielles Design einer RF-Spule, die die dielektrischen Resonanzen minimiert und die RF-Homogenität steigert.
  • Zum Empfangen von Magnetresonanzsignalen werden Hochfrequenzempfangsantennen verwendet. Diese sind entweder im Magnetresonanzgerät fest eingebaut oder sie können als Lokalspuleneinheiten zielgerichtet nahe am Untersuchungsbereich positioniert werden.
  • Gesichtspunkte, die die Auswahl der Materialien für Lokalspulengehäuse beeinflussen, sind solche praktischer, wirtschaftlicher, ästhetischer und nicht zuletzt umweltrelevanter Natur (Recycling, Entsorgung). Das Gehäusematerial soll MR-inert und nichtleitend sein, d.h. es soll eine möglichst niedrige magnetische Suszeptibilität, eine hohe elektrische Isolation, hohe elektrische Durchbruchfestigkeit und geringe dielektrische Verluste aufweisen. Wegen dem unmittelbaren Patientenkontakt müssen weitere Materialanforderungen in bezug auf Brandschutz, Biokompatibilität und Schadstoffgehalt erfüllt werden. Zusätzlich muss das Material leicht zu reinigen und zu desinfizieren sein. Entsprechend bestehen Gehäuse derartiger Lokalspulen im Allgemeinen aus Kunststoff (beispielsweise aus Polystyrol oder Nyrol) und/oder aus Schaumstoff.
  • Aus DE 43 14 338 C2 ist ein Hochfrequenzsystem eines Kernspintomographiegeräts bekannt, das Abschirmmittel zur E-Feld-Begrenzung aufweist. Die Aufgabe der Abschirmmittel liegt demnach darin, die E-Feldverkopplung einer Antennenanordnung mit dem biologischen Gewebe stärker zu unterdrücken, ohne dass eine wesentliche Beeinträchtigung des B-Feldes damit verbunden ist. Als Abschirmmittel dient mindestens ein platten- oder schichtförmiges Abschirmelement aus einem isolierenden, dielektrischen Material mit einer relativen Dielektrizitätskonstante εr von mindestens 50 und mit einem Verlustfaktor tan δ von höchstens 2,5 10–2, welches wenigstens im Bereich einer an der Antennenanordnung herrschenden erhöhten Feldstärke des E-Felds ortsfest angeordnet ist und welches beabstandet gegenüber der Antenneneinrichtung und gegenüber einer Oberfläche eines zu untersuchenden Körpers angeordnet ist. Als Bereiche erhöhter Feldstärke werden Kondensatoren in Lokalspulen, Ganzkörperresonatoren und deren Zuleitungen genannt.
  • Aus DE 196 48 253 A1 ist eine Antenneneinrichtung bekannt, die innerhalb eines Kryostatengehäuses eine gekühlte Antenne aufweist. Das Kryostatengehäuse ist an einer einem Kaltteil zugewandten Seite mit einem HF-durchlässigen Fenster versehen, das aus einem Material mit einem kleinen dielektrischen Verlustfaktor besteht. Als beispielhafte Materialien sind Saphir, AIN-, BeO- oder Al203-Keramik oder Kunststoffe wie Polystyrol oder Polysulfon genannt. Diese Materialien erlauben einen vakuumdichten Aufbau des Gehäuses und schwächen ein HF-Feld für die hochsensible Antenneneinrichtung kaum. Die genannten Materialien weisen niedrige Dielektrizitätszahlen auf.
  • Die US 5865177 A beschreibt ein diagnostisches Magnetresonanztomographiegerät, das zur Korrektur des RF-Magnetfeldes ein zwischen einem zu untersuchenden biologischen Körper und einer RF-Spule eingefügtes feldkorrigierendes Material vorschlägt, welches ein wasserartiges hochmolekulares Gel enthält, das flexibel entlang der Form des biologischen Körpers deformierbar ist. Die dielektrischen Konstanten dieses feldkorrigierenden Materials sollen dabei nahe den dielektrischen Konstanten des biologischen Körpers liegen.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Lokalspule anzugeben, die eine passive Kompensation von B1-Inhomogenitäten in einem Untersuchungsobjekt bewirkt.
  • Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch eine Lokalspuleneinheit für ein Magnetresonanzgerät, welches ein Hochfrequenzfeld in ein Untersuchungsobjekt einstrahlt, mit einem Gehäuse, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein Teil des Gehäuses ein plattenförmiges isolierendes, dielektrischen Material mit einer relativen Dielektrizitätszahl εr größer 50 umfasst, welches zum passiven Kompensieren einer Inhomogeni tät im Hochfrequenzfeld im Untersuchungsobjekt als möglichst geschlossene Fläche von 100 cm2 bis 300 cm2 entsprechend dem Ausmaß des die Inhomogenität bewirkenden Wirbelstroms ausgebildet und in den Bereichen der Lokalspuleneinheit, die im Betriebszustand der Lokalspuleneinheit mit dem Patienten in Kontakt stehen, angeordnet ist.
  • Ein Vorteil einer derartigen Lokalspuleneinheit liegt darin, dass im dielektrischen Material (Dielektrikum) Verschiebungsströme durch das Hochfrequenzfeld erzeugt werden, welche ihrerseits ein Magnetfeld erzeugen. Dieses Magnetfeld wirkt einer B1-Feldunterdrückung entgegen, die durch Eigenschaften des Untersuchungsobjekts hervorgerufen werden. Im speziellen kompensiert es B1-Feldunterdrückungen, die auf einem induktiven Wirbelstrom basieren. Derartige induktive Wirbelströme entstehen beispielsweise in der Herzregion des Patienten oder im Bereich der Wirbelsäulenmuskulatur. In anderen Worten führt die Verwendung des dielektrischen Materials im Gehäuse der Lokalspuleneinheit zu einer Reduktion von B1-Feldinhomogenitäten. Vorraussetzung ist, dass das Material in seinen Ausmaßen und dielektrischen Eigenschaften an die Ausmaße der induktiven Wirbelströme, und damit an die Inhomogenität, angepasst ist. Je näher das dielektrische Material an eine B1-Feld unterdrückte Zone gebracht wird, desto gezielter und einfacher kann das B1-Feldminimum durch die Verschiebungsstrom-Magnetfelder kompensiert werden.
  • Ein weiterer Vorteil der Erfindung liegt darin, dass aufgrund der körpernahen Verwendung der Lokalspuleneinheit das di elektrische Material automatisch richtig positioniert ist. Beispielsweise erfolgt die Untersuchung des Oberkörpers mithilfe einer auf dem Körper aufliegenden Körperspuleneinheit, die Magnetresonanzsignale aus dem aufzunehmenden Bereich empfängt. B1-Feldminima im Herzbereich werden optimal durch das dielektrische Material im Spulengehäuse kompensiert, welches auf der Brust des Patienten aufliegt. Für die Kompensation von B1-Feldminima im Bereich der Wirbelsäulenmuskulatur ist die Wirbelsäulenspuleneinheit besonders geeignet. Denn meist liegt ein Patient bei MR-Untersuchungen auf dem Rücken auf einer Patientenliege, in der die Wirbelsäulenspuleneinheit integriert ist. Vorzugsweise wird dabei das dielektrische Material im Deckel der Wirbelsäulenspuleneinheit eingebaut.
  • In einer vorteilhaften Ausführungsform der Lokalspuleneinheit nach der Erfindung weist das Material eine relative Dielektrizitätszahl εr größer 50, vorzugsweise größer 100, und einen dielektrischen Verlustfaktor tan δ kleiner 2,5 × 10–2, vorzugsweise kleiner 1 × 10–3, auf.
  • Ein Vorteil der nahen Anordnung des Materials an der Inhomogenität liegt darin, dass wenig dielektrisches Material benötigt wird, um einen ausreichenden Verschiebungsstrom mit entsprechendem Magnetfeld zu erzeugen.
  • In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Lokalspuleneinheit ist das Material als möglichst geschlossene Fläche ausgebildet, welche vorzugsweise 100–300 cm2 groß ist.
  • Diese Fläche entspricht in etwa den Ausmaßen der Wirbelströme, die zur B1-Feldunterdrückung führen.
  • In einer Weiterbildung der Lokalspuleneinheit weist die geschlossene Fläche eine Aussparung auf. Dies hat den Vorteil, dass übliche Spulengehäuse für die Lokalspuleneinheit verwendet werden können, welche meist Aussparungen zur Gewichtsersparnis, zur angenehmeren Handhabung und zum angenehmeren Auflegen auf einen Patienten aufweisen.
  • Weitere Vorteile der Erfindung liegen in der zumindest teilweisen Verminderung einer elektrischen Verkopplung von Lokalspuleneinheit mit einer Ganzkörperspuleneinheit und in einer weitgehenden Abschirmung der Lokalspuleneinheit von elektrischen Feldkomponenten. Letzteres hat unmittelbare zusätzliche Vorteile, wie eine Verminderung des Rauschens im Empfangsfall, einer verbesserten elektrischen Entkopplung einer Empfangsspuleneinheit von der umgebenden Körpersendespule. Dies führt empfangsseitig zu einer Erhöhung des Signalpegels sowie sendeseitig zu einer Entkopplung zwischen Sende- und Empfangsantenne.
  • Besonders vorteilhaft hinsichtlich Homogenisierung des B1-Feldes, der Rauschunterdrückung sowie der Signalerhöhung im Empfangsfall ist es, wenn die Materialbeschaffenheit und Materialparameter des "dielektrisch aktiven Gehäuses" speziell für eine Lokalspuleneinheit optimiert wird, welche ihrerseits für die Untersuchung einer speziellen Körperregion optimiert ist. Dies kann beispielsweise in einfacher Weise über die Materialdicke geschehen. Weiterhin vorteilhaft ist die Verwendung partikelförmiger Materialien mit hoher Dielektrizitätszahl und geringen dielektrischen Verlusten als Füllstoff in Kunststoff oder Schaumrezepturen. In diesen Fällen lassen sich über Füllstoffkonzentration und Gasvolumenanteil im Schaum die dielektrischen Eigenschaften individuell einstellen. Gerade bei Lokalspuleneinheiten, die in ihrem sensitiven Volumen spezifisch auf definierte Körperregionen ausgelegt sind, wie der erwähnten Wirbelsäulen- oder Körperspuleneinheit, kann die Anpassung des Dielektrikums besonders vorteilhaft und zielgerichtet auf ein bekanntes B1-Minimum erfolgen.
  • Weitere vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung sind durch die Merkmale der Unteransprüche gekennzeichnet.
  • Es folgt die Erläuterung von zwei Ausführungsbeispielen der Erfindung anhand der 1 bis 3. Es zeigen:
  • 1 einen Querschnitt durch einen Untersuchungsbereich eines Magnetresonanzgeräts, in dem ein Patient mit einer Körper- und einer Wirbelsäuleneinheit untersucht wird,
  • 2 einen Längsschnitt durch den Untersuchungsbereich und
  • 3 eine Aufsicht auf den Patienten im Magnetresonanzgerät.
  • 1 zeigt einen Querschnitt durch einen Untersuchungsbereich 1 eines Magnetresonanzgeräts, in dem ein Patient 3 mit einer Körper- und einer Wirbelsäulenspuleneinheit 5, 7 untersucht wird.
  • Mithilfe des Grundfeldmagneten 9 wird das Grundmagnetfeld im Untersuchungsbereich 1 erzeugt. Diesem wird ein mithilfe einer Ganzkörperantenne 11 erzeugtes Hochfrequenzfeld überlagert. Mithilfe der Ganzkörperspule 11 wird versucht, innerhalb des Körpers des Patienten 3 ein möglichst homogenes B1-Feld zu erzeugen. Restliche Inhomogenitäten des B1-Feldes sind im Körper des Patienten 3 schematisch skizziert. Die durchgezogenen Linien 15 entsprechen Gebieten mit reduzierter B1-Feldstärke, die gestrichelten Linien 17 skizzieren schematisch Bereiche mit erhöhter B1-Feldstärke. Die Inhomogenitäten werden im Wesentlichen durch induktiv erzeugte Wirbelströme im Patienten 3 erzeugt. Diese fließen zum einen im Herzbereich und zum anderen im Bereich der Rückenmuskulatur.
  • Magnetresonanzsignale des Rumpfes des Patienten 3 werden mit Lokalspuleneinheiten empfangen, beispielsweise die Körperspuleneinheit 5 und die Wirbelsäulenspuleneinheit 7. Diese enthalten mehrere Spulen, die in einem Gehäuse 19, 21 angeordnet sind. Ein Teil des Gehäuses 19, 21 besteht jeweils aus einem isolierendem dielektrischen Material 23, 25, das vorzugsweise in den Bereichen der Lokalspuleneinheit 5, 7, die mit dem Patienten 3 in Kontakt stehen, angeordnet sind. Der dielektrische Teil des Gehäuses 19, 21 ist vorzugsweise als geschlossene Fläche ausgebildet und weist vorzugsweise eine Dicke von einigen Millimetern bis wenigen Zentimetern auf. Das isolierende Material hat vorzugsweise einen spezifischen Widerstand von über 108 Ωm und eine relative Dielektrizitätskonstante (Dielektrizitätszahl bzw. Permitivitätszahl) εr von mindestens 50, vorzugsweise von über 100. Ferner hat das Material vorzugsweise auch einen kleinen dielektrischen Verlustfaktor tan δ von höchstens 2,5 × 10–2, vorzugsweise höchstens 1 × 10–3.
  • Materialien, die die angegebenen Bedingungen für die relative Dielektrizitätskonstante εr und den dielektrischen Verlustfaktor tan δ erfüllen, sind insbesondere keramische Dielektrika, wie sie z.B. für HF-Kondensatoren verwendet werden. Entsprechende Dielektrika sind in der deutschen Norm für Keramik und Glasisolierstoffe "DIN VDE 0335", Teil 1 und Teil 3, Februar 1988, oder in der entsprechenden internationalen Norm "IEC 672-1 und 672-3" unter der Gruppenbezeichnung "C-300" aufgeführt. Einige geeignete keramische Massen aus Titanaten mit perowskitartiger Kristallstruktur sind auch dem Buch "HÜTTE des Ingenieurstaschenbuchs", 28. Auflage, Bd. Hütte IV A: Elektrotechnik, Teil A, 1957, Seiten 802,803 zu entnehmen. Besonders geeignete Materialien sind oxidkeramische Werkstoffe, beispielsweise Pyro- oder Piezooxide, wie z. B. TiO2, BaTiO3, (BaSr)TiO3, PbTiO3PbZrO3 oder Pb(Zr, Ti (O3)).
  • Entsprechende keramische Materialien werden beispielsweise als Platten mit Dicken im Millimeterbereich und Durchmessern von einigen Zentimetern, z.B. zur Herstellung von einigen Zentimetern, z.B. zur Herstellung von Scheibenkondensatoren, verwendet. Die für eine Anwendung in der Lokalspuleneinheit 5, 7 benötigten Keramikflächen können dann entsprechend der Form der Lokalspuleneinheit 5, 7 ausgeschnitten werden. Bariumtitanat und die Piezokeramik FPM 231, (Fa. Marco, Hermsdorf) zeigten in ersten Studien einen ausreichenden Effekt.
  • Sollte es sich bei diesen Materialien um Werkstoffe handeln, die besonders problematisch in der Verarbeitung sind, da sie z.B. brüchig, spröde oder gesundheitlich bedenklich sind, könnte man sie durch eine geeignete Sandwichtechnik von der patientenberührenden Oberfläche fernhalten oder in ihrer Steifigkeit oder anderen mechanischen Aspekten unterstützen. Weiterhin vorteilhaft ist die Verwendung partikelförmiger Materialien mit hoher Dielektrizitätszahl und geringen dielektrischen Verlusten als Füllstoff in Kunststoff oder Schaumrezepturen. In diesen Fällen lassen sich über Füllstoffkonzentration und Gasvolumenanteil im Schaum die dielektrischen Eigenschaften individuell einstellen.
  • Vorteilhafte Ausmaße des Materials bei der Integration in das Lokalspulengehäuse 19, 21 sind eine Dicke von ca. 5 mm und Durchmesser von in der Größenordnung 10 oder mehr Zentimetern bzw. Flächen in der Größe DIN A4. Diese Größen entsprechen in etwa den Ausdehnungen der Minima im B1-Feld.
  • In einer vorteilhaften Ausbildungsform der Wirbelsäulenspuleneinheit 7 ist das Material 25 plattenförmig im Deckel des flachen kastenförmig ausgebildeten Gehäuses 21 der Wirbelspuleneinheit 7 angeordnet.
  • In 2 sieht man einen Längsschnitt durch den Untersuchungsbereich 1, in den der Patient 3 auf der Patientenliege 6 zur Untersuchung seines Rumpfes hineingefahren wurde. Die Körperspule 5 bedeckt die Brust des Patienten 3, der im Bereich seiner Wirbelsäule auf dem Rücken liegend auf der Wirbelsäulenspuleneinheit 7 liegt. Das Material 23, 25 ist nahe der B1-Feldminima im Patienten 3 plattenförmig in den Lokalspuleneinheiten 5, 7 angeordnet und steht möglichst großflächig in Kontakt mit dem Patienten 3.
  • 3 zeigt eine Aufsicht auf den Patienten 3, der auf der Patientenliege 6 im Magnetresonanzgerät liegt. Die Körperspu leneinheit 5 liegt auf dem Rumpf des Patienten 3. Ihre aufliegende Seite bildet eine möglichst geschlossene Fläche, um den Verschiebungsstrom nicht zu unterbrechen. Kleinere Aussparungen im Gehäuse, d.h. auch im z.B. plattenförmigen dielektrischen Material, aufgrund von Öffnungen 31 in der Körperspuleneinheit 5 beeinträchtigen die Wirkungsweise unwesentlich. Sie können z.B. durch eine dickere Wandstärke des Materials kompensiert werden.

Claims (12)

  1. Lokalspuleneinheit (5, 7) für ein Magnetresonanzgerät, welches ein Hochfrequenzfeld in ein Untersuchungsobjekt (3) einstrahlt, mit einem Gehäuse (19, 21), dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein Teil des Gehäuses (19, 21) ein plattenförmiges isolierendes, dielektrisches Material (23, 25) mit einer relativen Dielektrizitätszahl εr größer 50 umfasst, welches zum passiven Kompensieren einer Inhomogenität im Hochfrequenzfeld im Untersuchungsobjekt (3) als möglichst geschlossene Fläche von 100 cm2 bis 300 cm2 entsprechend dem Ausmaß des die Inhomogenität bewirkenden Wirbelstroms ausgebildet und in den Bereichen der Lokalspuleneinheit (5, 7), die im Betriebszustand der Lokalspuleneinheit (5, 7) mit dem Untersuchungsobjekt (3) in Kontakt stehen, angeordnet ist.
  2. Lokalspuleneinheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Material (23, 25) im Betriebszustand der Lokalspuleneinheit (5, 7) möglichst nah an der Inhomogenität im Hochfrequenzfeld im Untersuchungsobjekt (3) angeordnet ist.
  3. Lokalspuleneinheit (5, 7) nach einem der Ansprüche 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Material (23, 25) eine relative Dielektrizitätszahl εr größer 100 aufweist.
  4. Lokalspuleneinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Material (23, 25) einen dielektrischen Verlustfaktor tan δ kleiner 2,5 × 10–2, vorzugsweise kleiner 1 × 10–3, aufweist.
  5. Lokalspuleneinheit (5, 7) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Material (23, 25) eine Dicke von mindestens 5mm aufweist.
  6. Lokalspuleneinheit (23, 25) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die geschlossene Fläche in ihren Ausmaßen an die Größe der Inhomogenität angepasst ist.
  7. Lokalspuleneinheit (23, 25) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die geschlossene Fläche eine Aussparung aufweist.
  8. Lokalspuleneinheit (5, 7) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Material eine Piezokeramik umfasst und/oder enthält.
  9. Lokalspuleneinheit (5, 7) nach einem der Ansprüche 1 bis 8 dadurch gekennzeichnet, dass das Material Bariumtitanat umfasst und/oder enthält.
  10. Lokalspuleneinheit (5, 7) nach einem der Ansprüche 1 bis 9 dadurch gekennzeichnet, dass die Lokalspuleneinheit eine Körperspuleneinheit ist.
  11. Lokalspuleneinheit (5, 7) nach einem der Ansprüche 1 bis 10 dadurch gekennzeichnet, dass die Lokalspuleneinheit (5, 7) eine Wirbelsäulenspuleneinheit ist.
  12. Lokalspuleneinheit (5, 7) nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass ein Deckel eines Gehäuses der Wirbelsäulenspuleneinheit das Material umfasst.
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Families Citing this family (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102006025940B4 (de) * 2006-06-02 2009-11-05 Siemens Ag Dielektrisches Element, Verfahren zur Erzeugung von Magnetresonanzaufnahmen eines Untersuchungsobjekts und Verwendung des dielektrischen Elements
DE102007004812B4 (de) * 2007-01-31 2012-04-26 Siemens Ag Anordnung zur Einstrahlung eines Hochfrequenzfelds
DE102007011840B4 (de) * 2007-03-12 2009-01-29 Siemens Ag Feldverteilungs-Korrekturelement, Verfahren zur Erzeugung von Magnetresonanzaufnahmen eines Untersuchungsobjekts und Verwendung des Feldverteilungs-Korrekturelements
US8615285B2 (en) * 2008-04-04 2013-12-24 Mayo Foundation For Medical Education And Research Passive acoustic driver for magnetic resonance elastography
US8281663B2 (en) * 2008-07-14 2012-10-09 Mayo Foundation For Medical Education And Research Active acoustic driver for magnetic resonance elastography
DE102009004448B4 (de) * 2009-01-13 2012-05-24 Siemens Aktiengesellschaft Spulenpositionserkennung
CN103261906B (zh) * 2010-12-16 2016-03-16 皇家飞利浦电子股份有限公司 无源b1场匀场
US8823378B2 (en) * 2010-12-23 2014-09-02 General Electric Company System and method for inductively communicating data
US9149204B2 (en) 2011-04-22 2015-10-06 Mayo Foundation For Medical Education And Research Flexible passive acoustic driver for magnetic resonance elastography
US8686728B2 (en) * 2011-07-21 2014-04-01 Siemens Medical Solutions Usa, Inc. System for adapting an RF transmission magnetic field for image acquisition
DE102012204527B4 (de) * 2012-03-21 2015-05-13 Siemens Aktiengesellschaft Mehrlagiges Kissen zur optimalen Anpassung an Anatomie und zur Suszeptibilitäts- Anpassung
WO2015102434A1 (ko) 2014-01-03 2015-07-09 삼성전자 주식회사 알에프 코일
KR102145001B1 (ko) 2014-01-03 2020-08-14 삼성전자주식회사 알에프 코일 구조물
WO2019126981A1 (zh) * 2017-12-26 2019-07-04 深圳先进技术研究院 一种用于磁共振成像的高介电常数衬垫结构

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE4114338C2 (de) * 1991-05-02 1993-05-13 Peri Gmbh, 7912 Weissenhorn, De
US5865177A (en) * 1993-06-24 1999-02-02 Kabushiki Kaisha Toshiba Magnetic resonance imaging (MRI) diagnostic apparatus capable of optimally controlling radio-frequency magnetic field by providing flexible material interposed between RF coil and body
US6252403B1 (en) * 1998-04-21 2001-06-26 The Trustees Of The University Of Pennsylvania Spiral volume coil for improved radio frequency field homogeneity at high static magnetic field strength

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5017872A (en) * 1990-01-19 1991-05-21 General Electric Company NMR radio frequency coil with dielectric loading for improved field homogeneity
DE4314338C2 (de) * 1993-04-30 1998-07-23 Siemens Ag Hochfrequenz-System einer Anlage zur Kernspintomographie mit Abschirmmitteln zu einer E-Feld-Begrenzung
DE19648253C2 (de) * 1996-11-22 2002-04-04 Siemens Ag Pulsröhrenkühler und Verwendung desselben

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE4114338C2 (de) * 1991-05-02 1993-05-13 Peri Gmbh, 7912 Weissenhorn, De
US5865177A (en) * 1993-06-24 1999-02-02 Kabushiki Kaisha Toshiba Magnetic resonance imaging (MRI) diagnostic apparatus capable of optimally controlling radio-frequency magnetic field by providing flexible material interposed between RF coil and body
US6252403B1 (en) * 1998-04-21 2001-06-26 The Trustees Of The University Of Pennsylvania Spiral volume coil for improved radio frequency field homogeneity at high static magnetic field strength

Non-Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Derwent Accesion Number RD 2001-449456 *
Hütte: Das Ingenieurs Taschenbuch. Bd. IV A Elektrotechnik, Verlag von Wilhelm Ernst & Sohn, Berlin München 28. Aufl., 1957, S. 802-803 *
YANG u.a.: Manipulation of Signal Intensity Distribution with Dielectric Loading at 7.0T. In: Proc. Intl. Suc. Mog. Res. Med, Bd 9, 2001, S. 1096 *

Also Published As

Publication number Publication date
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US7002347B2 (en) 2006-02-21
DE10345176A1 (de) 2005-05-19

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