DE4414372A1 - Hochfrequenzantenne für ein Magnetresonanzgerät - Google Patents
Hochfrequenzantenne für ein MagnetresonanzgerätInfo
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Description
Die Erfindung betrifft eine Hochfrequenzantenne für ein
Magnetresonanzgerät mit einem bandförmig ausgeführten
Antennenleiter.
Eine Hochfrequenzantenne der eingangs genannten Art ist aus
der US-PS 5 107 217 bekannt. Bei einer Ganzkörperantenne sind
dort innerhalb eines zylinderförmig ausgebildeten Hochfre
quenzschirms bandförmig ausgeführte Antennenleiter in axialer
Richtung angeordnet. Die bandförmige Ausgestaltung des An
tennenleiters hat gegenüber stabförmigen Antennenleitern
einige Vorteile. Zum einen wird dadurch der Antennenfüll
faktor verbessert, was zu einem besseren Signal-Rausch-Ver
hältnis führt. Zum anderen ist das Hochfrequenzfeld im Unter
suchungsvolumen homogener. Bei schnellen Pulssequenzen, wie
sie z. B. bei Echo planar imaging (EPI) benötigt werden,
werden jedoch von den schnellwechselnden Gradientenfeldern in
der Antenne Wirbelströme im Niederfrequenzbereich erzeugt.
Dadurch verändert sich einerseits die Gradientenpulsform,
andererseits werden die Antennenleiter durch die Wirbelströme
aufgeheizt. Der Leistungsbedarf für die Gradientenstromver
sorgung steigt somit.
Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, die eingangs
genannte Hochfrequenzantenne so weiter zu bilden, daß sie
auch bei schnellen Pulssequenzen ohne Nachteile eingesetzt
werden kann.
Die Aufgabe wird dadurch gelöst, daß der Antennenleiter
nebeneinander angeordnete Leiterbahnen umfaßt und daß be
nachbarte Leiterbahnen über hochfrequente Ströme leitende
Brücken miteinander verbunden sind. Durch die geschlitzte
Struktur werden die von den Gradientenfeldern erzeugten
Wirbelströme im Antennenleiter stark reduziert. Damit sich
jedoch der Hochfrequenzstrom auf dem nun geschlitzten band
förmigen Leiter so ausbilden kann wie bei einem ungeschlitz
ten Antennenleiter, sind vorzugsweise dort die Brücken an
geordnet, wo große Hochfrequenzströme von einer Leiterbahn
zur anderen fließen wollen. Das Hochfrequenzverhalten wird
somit nicht wesentlich verschlechtert.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung ist ein Teil der
Brücken aus kapazitiven Elementen gebildet. Damit sind
niederfrequente Wirbelströme zwischen den Leiterbahnen voll
ständig unterbunden. Der Abstand der kapazitiven Elemente,
die jeweils einen isolierenden Schlitz überbrücken, ist so zu
wählen, daß keine Ringströme über mehrere Leiterbahnen indu
ziert werden können, deren Resonanz im Bereich der Betriebs-
oder Arbeitsfrequenz der Hochfrequenzantenne liegen.
Bei einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung sind die
Brücken vorzugsweise im Endbereich des Antennenleiters an
geordnet. In dem Bereich, in dem große hochfrequente Ströme
zwischen den Leiterbahnen fließen wollen, können trotz ge
ringer Kapazitätswerte von typisch einigen Nanofarad der
einzelnen kapazitiven Elemente geringe Hochfrequenz-Wider
stände realisiert werden.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird im folgenden an
hand von zwei Figuren erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 eine perspektive Übersichtsdarstellung einer Ganzkör
perantenne für ein Magnetresonanzgerät mit bandförmigen
Antennenleitern und
Fig. 2 ein bandförmiger Antennenleiter im Detail.
Die in Fig. 1 schematisch dargestellte Hochfrequenzantenne ist
als Ganzkörperantenne ausgebildet und umfaßt einen zylin
dermantelförmigen Hochfrequenzschirm 2, dessen Längsachse in
z-Richtung eines rechtwinkligen x-y-z-Koordinatensystems aus
gerichtet ist. Der Hochfrequenzschirm 2 hat eine Länge l von
z. B. 200 cm und einen Durchmesser D von z. B. 70 cm. Er kann
somit einen zu untersuchenden Patienten aufnehmen. Der Hoch
frequenzschirm 2 kann z. B. aus Kupfer oder zumindest teil
weise aus mit Silber platierten Kupfer bestehen. Alternativ
kann der Hochfrequenzschirm 2 auch aus metallisierten Kunst
stoffteilen bestehen. Der Hochfrequenzschirm 2 soll die von
einem außerhalb des Schirms 2 erzeugten Gradientenfelder im
Niederfrequenzbereich durchlassen und die von einer Antenne
innerhalb des Hochfrequenzschirms 2 erzeugten Signale im
Hochfrequenzbereich sperren. Zusätzlich vermindert der Hoch
frequenzschirm 2 auch Störungen während des Empfangs der sehr
schwachen Magnetresonanzsignale. Ein derartiges Frequenzver
halten wird im wesentlichen durch eine Schlitzung des Hoch
frequenzschirms 2 erzeugt.
Eine im Inneren des Hochfrequenzschirms 2 angeordnete Hoch
frequenzantenne umfaßt zwei bandförmige Antennenleiter 4 und
6 aus Kupfer oder versilbertem Kupfer, welche auf einem
Kunststoffträger aufgebracht sind. Sie erstrecken sich in
Längsrichtung (z-Richtung) innerhalb des Hochfrequenzschirms
2. Die Antennenleiter 4, 6 sind diametral gegenüberliegend in
einem Abstand von einigen Zentimetern von der Innenwand des
Hochfrequenzschirm 2 angeordnet. Sie sind an die Krümmung des
Hochfrequenzschirm 2 angepaßt. Sie erzeugen ein im wesent
liches homogenes magnetisches Feld B in der Umgebung der
Zylinderachse, welches durch gestrichelte Pfeile angedeutet
ist. An den Enden sind die bandförmigen Antennenleiter 4 und
6 über Verkürzungskondensatoren 8 und 10 mit dem Hochfre
quenzschirm 2 verbunden, wobei der Hochfrequenzschirm 2 als
Rückleiter der Antennenleiter 4 und 6 dient. In Fig. 1 sind
nur die vorderseitigen Verkürzungskondensatoren 8 und 10 dar
gestellt. Der Signalanschluß der Hochfrequenzantenne kann
z. B. parallel zu den Verkürzungskondensatoren 8 und 10 er
folgen.
Damit die Hochfrequenzantenne auch bei schnellen Bildsequen
zen, wie z. B. Echo planar imaging (EPI), ohne Nachteile ein
gesetzt werden kann, sind die beiden Antennenleiter 4, 6 in
Längsrichtung (hier in z-Richtung) geschlitzt, so daß neben
einander angeordnete Leiterbahnen 12 entstehen, wie in Fig. 2
näher dargestellt. Die Breite der Leiterbahnen 12 ist so
gewählt, daß die von den Gradientenfeldern erzeugten Wirbel
ströme zu vernachlässigen sind. Die Schlitze 14 sollen
andererseits so schmal wie möglich sein, damit die hoch
frequenten Felder nicht durchtreten können. Beispielhaft ist
in Fig. 2 der Antennenleiter 4 eben ausgebildet und in fünf
gleichbreite Leiterbahnen 12 unterteilt. Benachbarte Leiter
bahnen 12 sind über hochfrequente Ströme leitende Brücken 16
miteinander verbunden. Die Brücken 16 sind dort angeordnet,
wo die hochfrequenten Antennenströme von einer Leiterbahn 12
zur benachbarten fließen wollen. Sie können durch direkte
elektrische Verbindungen oder durch Kondensatoren, die z. B.
aufgelötet werden, realisiert sein.
Die Brücken 16 sind an einem Ende 18 des Antennenleiters 4
dadurch gebildet, daß die Schlitze 14 sich nicht durchgehend
bis zum Ende des Antennenleiters 4 erstrecken. Sie bestehen
ebenfalls wie die Leiterbahnen 12 aus Kupfer oder versilber
tem Kupfer. Sind die Antennenleiter 4, 6 als gedruckte Schal
tung ausgeführt, können die Brücken 16 ebenfalls wie die
Leiterbahnen 12 gleich im Leiterplatten-Layout berücksichtigt
werden. Die restlichen Brücken 16 sind als Kondensatoren aus
geführt, damit die von Gradientenspulensystem erzeugten
niederfrequenten Wirbelströme keine geschlossenen Stromkreise
zwischen den einzelnen Leiterbahnen 12 vorfinden können. Der
Abstand der Brücken 16 ist so gewählt, daß keine Ringströme
zwischen mehreren Leiterbahnen 12 fließen können, deren Re
sonanzfrequenz im Bereich der Arbeitsfrequenz des Magnetre
sonanzgeräts liegt. So liegt der Resonanzfrequenz des durch
die gestrichelte Linie angedeuteten ersten Kreisstroms 20
wegen der niedrigen Induktivitäten im Stromkreis wesentlich
über der Arbeitsfrequenz. Dagegen liegt die Resonanzfrequenz
des durch die gestrichelte Linie 22 angedeuteten zweiten
Kreisstromes wegen der größeren Induktivität des Stromkreises
wesentlich unter der Arbeitsfrequenz. Über den Kapazitätswert
läßt sich die Resonanzfrequenz der Kreisströme 20, 22 eben
falls beeinflussen.
Claims (3)
1. Hochfrequenzantenne für ein Magnetresonanzgerät mit einem
bandförmig ausgeführten Antennenleiter (4, 6), da
durch gekennzeichnet, daß der An
tennenleiter (4, 6) nebeneinander angeordnete Leiterbahnen
(12) umfaßt und daß benachbarte Leiterbahnen (12) über hoch
frequente Ströme leitende Brücken (16) miteinander verbunden
sind.
2. Hochfrequenzantenne nach Anspruch 1, dadurch
gekennzeichnet, daß mindestens ein Teil der
Brücken (16) aus kapazitiven Elementen gebildet.
3. Hochfrequenzantenne nach Anspruch 1 oder 2, da
durch gekennzeichnet, daß die Brücken
(16) vorzugsweise im Endbereich des Antennenleiters (4, 6) an
geordnet sind.
Priority Applications (3)
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JP3393733B2 (ja) | 2003-04-07 |
JPH0810241A (ja) | 1996-01-16 |
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