DE69933337T2

DE69933337T2 - Spule und Gerät für die Bilderzeugung durch magnetische Resonanz

Info

Publication number: DE69933337T2
Application number: DE69933337T
Authority: DE
Inventors: Osamu Hino-shi Furuta; Kazuhiko Hino-shi Hayakawa
Original assignee: GE Yokogawa Medical System Ltd; Yokogawa Medical Systems Ltd
Current assignee: GE Healthcare Japan Corp
Priority date: 1998-06-05
Filing date: 1999-05-24
Publication date: 2007-04-26
Anticipated expiration: 2019-05-25
Also published as: JP3034841B2; CN1214763C; JPH11347010A; EP0964262B1; US20010007054A1; CN1238463A; TW389688B; KR100359555B1; EP0964262A2; KR20000005831A; EP0964262A3; US6321108B2; US6241669B1; DE69933337D1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine MR-Bildgebungsspulenanordnung (Magnetresonanzbildgebungsspulenanordnung) und insbesondere eine MR-Bildgebungsspulenanordnung, die in der Lage ist, das Gefühl einer Einengung, das ein Objekt (einen Patienten) überkommt, abzuschwächen und den Rauschabstand (das Signal-Rausch-Verhältnis) zu verbessern, wenn sie als eine Kopfspule verwendet wird.
Ein Beispiel für eine herkömmliche Kopfspulenanordnung zur Magnetresonanzbildgebung ist in 1 veranschaulicht.
Die MR-Bildgebungskopfspulenanordnung 70 weist eine zylindrische Gestalt auf, in der ein Bildgebungsraum enthalten ist, um den Kopf eines Objektes H aufzunehmen.
Die herkömmliche MR-Bildgebungskopfspulenanordnung 70 weist die folgenden Probleme auf:

(1) Da die Spulenanordnung eine zylindrische Gestalt aufweist, die den Kopf des Objektes H umschließt, und nur wenige Öffnungsabschnitte umfasst, ist das visuelle und auditive Wahrnehmungsvermögen des Objektes H äußerst eingeschränkt, und die von den Objekten ausgeatmete Atemluft füllt die Spule, was dem Objekt H ein eingeengtes Gefühl verleiht.
(2) Da die Spulenanordnung den Kopf des Objektes H umschließt, erfordert die Spulenanordnung einen Hohlraum, dessen Größe größer ist als der Abstand von der Spitze der Nase bis zu der Rückseite des Kopfes, wobei die Größe der Spulenanordnung deshalb nicht wesentlich reduziert werden kann. Weil der Abstand zwischen dem Objekt H und der Spulenanordnung nicht reduziert werden kann, ist der Rauschabstand somit verringert.

US-A-5 519 321 beschreibt eine Quadratur-HF-Kopfspulenanordnung zur Magnetresonanzbildgebung, bei der die seitlichen Spulenabschnitte um eine horizontale Achse geschwenkt werden müssen, damit der Kopf eines Patienten in die Spulenanordnung eingeführt werden kann.
Die vorliegende Erfindung hat zum Ziel, eine MR-Bildgebungsspulenanordnung zu schaffen, die in der Lage ist, das von einem Objekt (Patienten) erfahrene eingeengte Gefühl abzuschwächen und den Rauschabstand zu verbessern, wenn sie als eine Kopfspulenanordnung verwendet wird.
Die Erfindung ist wie in Patentanspruch 1 definiert.
Eine MR-Bildgebungsvorrichtung, die eine Einrichtung zur Erzeugung und Anwendung eines statischen Magnetfeldes aufweist, die dazu dient, ein statisches Magnetfeld zu erzeugen, das während einer Bildaufnahme auf ein Objekt angewandt wird, wobei die MR-Bildgebungsspulenanordnung gemäß Anspruch 1 ausgebildet ist, wird dazu verwendet, NMR-Signale von dem Objekt zu akquirieren.
Die MR-Bildgebungsspule und die MR-Bildgebungsvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung können somit ein Gefühl einer Einengung, das ein Objekt (einen Patienten) überkommt, abschwächen und den Rauschabstand verbessern, wenn die Spule als eine Kopfspule verwendet wird.
Weitere Aufgaben und Vorteile der vorliegenden Erfindung erschließen sich aus der folgenden Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung, wie sie in den beigefügten Zeichnungen veranschaulicht sind.
Die Erfindung ist nachstehend in größeren Einzelheiten zu Beispielszwecken mit Bezug auf die Zeichnungen beschrieben, in denen zeigen:
1 eine Perspektivansicht einer herkömmlichen Kopfspulenanordnung zur Magnetresonanzbildgebung.
2(a)–(c) aus drei orthogonalen Richtungen aufgenommene Ansichten einer Kopfspulenanordnung zur Magnetresonanzbildgebung entsprechend einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
3 die Kopfspulenanordnung zur Magnetresonanzbildgebung nach 2, bevor sie rund um das Objekt angebracht wird.
4 die Kopfspulenanordnung zur Magnetresonanzbildgebung nach 2, wie sie rund um das Objekt passend angebracht ist.
5 den Aufbau einer MR-Bildgebungsvorrichtung mit einem Vertikalmagneten gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
6 eine Abbildung des Kopfes in der Vertikalmagnet-MR-Bildgebungsvorrichtung nach 5.
2(a)–(c) zeigen jeweils eine Vorderansicht, eine Seitenansicht von rechts und eine Draufsicht auf eine Kopfspulenanordnung zur Magnetresonanzbildgebung gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
Die Kopfspulenanordnung 10 zur Magnetresonanzbildgebung weist ein Paar einander gegenüberliegender Spulen 1 und 2, deren Spulenflächen mit einem dazwischen eingefügten Bildgebungsraum einander zugewandt sind, und eine Quadraturspule 3 auf, die eine Spulenfläche aufweist, die zu den Spulenflächen der einander gegenüberliegenden Spulen 1 und 2 orthogonal ausgerichtet ist und den Bildgebungsraum umschließt.
Die einander gegenüberliegenden Spulen 1 und 2 weisen im Ganzen eine im Wesentlichen kreisringförmige Gestalt auf, abgesehen davon, dass ihre jeweiligen vorderen Umfangsabschnitte 1a und 2a nach außen aufgeweitet sind.
Die Quadraturspule 3 weist eine kreisrunde Gestalt auf, wie sie in der 2a veranschaulicht ist.
Die einander gegenüberliegenden Spulen 1 und 2 und die Quadraturspule 3 sind integral miteinander vereinigt, so dass ihre relativen Positionen unverändert aufrechterhalten werden.
3 veranschaulicht die Kopfspulenanordnung 10 zur Magnetresonanzbildgebung, wie sie rund um den Kopf eines Objektes passend angebracht ist.
Eine Liege C ist mit einer Kopfstütze R zur Abstützung des Kopfes des Objektes H in einem bestimmten Abstand ober halb der Liege C und einem konkaven Abschnitt K versehen, der dazu dient, die Kopfspulenanordnung 10 zur Magnetresonanzbildgebung unterhalb der Kopfstütze R einzuführen. Die Kopfspulenanordnung 10 zur Magnetresonanzbildgebung ist hinter dem Kopf des Objektes H platziert.
Zunächst wird das Objekt H auf der Liege C in einer derartigen Position gelegt, dass der Kopf des Objektes H durch die Kopfstütze R abgestützt ist.
Die Kopfspulenanordnung 10 zur Magnetresonanzbildgebung wird anschließend darüber geschoben, um über bzw. rund um den Kopf des Objektes H passend angebracht zu sein. Dies bedeutet, dass die MR-Bildgebungskopfspulenanordnung 10 in eine Position geschoben wird, in der die Quadraturspule 3 sich über den Augen des Objektes H befindet.
4 zeigt eine Querschnittsansicht unter Veranschaulichung der Kopfspulenanordnung 10 zur Magnetresonanzbildgebung, wie sie rund um den Kopf des Objektes H passend angeordnet ist.
Die einander gegenüberliegenden Spulen 1 und 2 sind derart elektrisch angeschlossen, dass ihre Ströme in der gleichen Richtung fließen (wobei die Verbindung entweder eine serielle oder parallele sein kann), um sog. Helmholtz-Spulen zu bilden. Dadurch wird in dem Bildgebungsraum zwischen den einander gegenüberliegenden Spulen 1 und 2 ein homogenes Magnetfeld erzeugt.
Die Quadraturspule 3 ist in Bezug auf die einander gegenüberliegenden Spulen 1 und 2 „quadraturartig verbunden".
Dadurch wird ein wirkungsvoller Empfang von NMR-Signalen erreicht.
Die vorstehend beschriebene MR-Bildgebungskopfspule 10 bietet die folgenden Vorteile:

(1) Die Quadraturspule 3 hängt über den Augen des Objektes H, deckt jedoch nicht das obere Kopfende, die Nase oder den Mund ab. Die einander gegenüberliegenden Spulen 1 und 2 sind in der Nähe der Ohren des Objektes H platziert, bedecken jedoch nicht vollständig die Ohren. Vielmehr füllt die von dem Objekt H ausgeatmete Atemluft nicht die Spule. Somit verleiht die Spule dem Objekt H kein eingeengtes Gefühl.
(2) Da die Quadraturspule (3) die Nase nicht bedeckt, benötigt die Spule keinen Hohlraum, dessen Größe größer ist als der Abstand von der Spitze der Nase zu der Rückseite des Kopfes des Objektes H, so dass die Spule in ihrer Größe reduziert werden kann. Die reduzierte Größe verkürzt den Abstand zwischen dem Objekt H und der Spule, wodurch der Rauschabstand verbessert ist.
(3) Da die vorderen Rand- bzw. Umfangsabschnitte 1a und 2a der einander gegenüberliegenden Spulen 1 und 2 sich nach außen aufweiten, ist es einfach, die Spule rund um den Kopf des Objektes H zu positionieren.
(4) Da die einander gegenüberliegenden Spulen 1 und 2 und die Quadraturspule 3 integral miteinander vereinigt sind, so dass ihre relativen Positionen unverändert aufrechterhalten werden, benötigt die Spule keinen schwenkba ren Befestigungsmechanismus, wodurch der Aufbau vereinfacht ist.

5 veranschaulicht den Aufbau einer MR-Bildgebungsvorrichtung mit einem vertikalen Magneten, die die MR-Bildgebungskopfspule gemäß der vorliegenden Erfindung verwendet.
Die Vertikalmagnet-MR-Bildgebungsvorrichtung 100 weist eine Vertikalmagnetvorrichtung 30, einen bewegbaren Stuhl 40 und einen (nicht veranschaulichten) bewegbaren Tisch auf.
Die Vertikalmagnetvorrichtung 30 weist einen vertikalen Gegenmagneten 31, dessen Gegenfläche in vertikaler Richtung angeordnet ist, einen weiteren (nicht veranschaulichten) vertikalen Gegenmagneten 32, der dem Magneten 31 gegenüberliegend angeordnet ist, eine Schiene 33 (34), die an der Gegenfläche des vertikalen Gegenmagneten 31 (32) vorgesehen ist, eine (nicht veranschaulichte) Tischstoppervorrichtung und eine Stuhlstoppervorrichtung 35 auf.
Die Schiene 33 (34) ist dazu vorgesehen, die aus dem bewegbaren Tisch herauskommende Liege zu haltern.
Die Tischstoppervorrichtung und die Stuhlstoppervorrichtung 35 sind mit Anschlüssen versehen, die zur Herstellung einer elektrischen Verbindung mit dem bewegbaren Tisch oder dem bewegbaren Stuhl 40 dienen.
Der bewegbare Stuhl 40 weist eine Tragplatte 41 auf, die dazu dient, die Kopfspulenanordnung 10 zur MR-Bildgebung in der vertikalen Richtung verschiebbar zu haltern.
Bei einem Bildgebungsvorgang wird das Objekt H auf den bewegbaren Stuhl 40 gesetzt, wobei der bewegbare Stuhl 40 aus der Vertikalmagnetvorrichtung 30 herausgezogen ist, wie dies in 5 veranschaulicht ist. Zu diesem Zeitpunkt ist die Kopfspulenanordnung 10 zur MR-Bildgebung angehoben. Dann wird die Kopfspulenanordnung 10 zur MR-Bildgebung abgesenkt, um rund um den Kopf des Objektes H angeordnet zu werden. Nachfolgend wird der bewegbare Stuhl 40 in den Raum zwischen den einander gegenüberliegenden Flächen der Vertikalmagnetvorrichtung 30 hinein bewegt, wie dies in 6 veranschaulicht ist. Danach wird der Bildgebungsvorgang durchgeführt.
Die vorstehend beschriebene Vertikalmagnet-MR-Bildgebungsvorrichtung 100 ermöglicht es, bei einem auf einem Stuhl sitzenden Objekt eine Abbildung des Kopfes auf einfache Weise zu bewerkstelligen.
Es sollte verständlich sein, dass die vorliegende Erfindung nicht auf die in der Beschreibung erläuterten speziellen Ausführungsformen beschränkt, sondern in den beigefügten Ansprüchen definiert ist.

Claims

Quadratur-HF-Spulenanordnung für Magnetresonanzbildgebung, wobei die Spulenanordnung dazu eingerichtet ist, über dem Kopf eines menschlichen Objektes platziert zu werden, um ein Bild zu erhalten, und wobei die Spulenanordnung aufweist: ein Paar ähnlicher, im Wesentlichen kreisringförmig gestalteter Spulen (1, 2) mit Spulenendflächen, die im Wesentlichen parallel zueinander und einander gegenüberliegend angeordnet sind, wobei ein Bildgebungsraum dazwischen eingefügt ist, in dem der Kopf für Diagnose positioniert werden kann, wobei jede Spule aus dem Paar ähnlicher Spulen eine geschlossene ringförmige kreisrunde Gestalt, betrachtet in einer Seitenansicht, aufweist, wobei jeweilige vordere Umfangsabschnitte (1a, 2a) des Paars ähnlicher Spulen sich nach außen derart aufweiten, dass ein Teil der Endflächen der Spulen eben ist, während ein weiterer Teil uneben ist, wobei der unebene Teil der Endfläche einer der ähnlichen Spulen dem unebenen Teil der Endfläche der anderen ähnlichen Spule gegenüberliegt, um dadurch eine Öffnung dazwischen zu bilden, die größer ist als der Abstand zwischen den parallel zueinander angeordneten ebenen Teilen der Endflächen der ähnlichen Spulen; und eine orthogonale Spule (3) mit einer ringförmigen kreisrunden Gestalt, die eine Spulenfläche aufweist, die orthogonal zu den Spulenendflächen des Paars ähnlicher Spulen angeordnet ist, und die den Bildgebungsraum umschließt, wobei der Durchmesser der orthogonalen Spule im Wesentli chen der gleiche ist wie der Durchmesser der Öffnung, die durch die unebenen Teile der Endflächen des Paars ähnlicher Spulen (1, 2) festgelegt ist; wobei die Kombination aus den beiden ähnlichen Spulen (1, 2) und der orthogonalen Spule (3) dazu eingerichtet ist, zur Bildgebung positioniert zu werden, indem das obere Ende des Kopfs durch die Öffnung, die durch die einander gegenüberliegend positionierten unebenen Teile der Endflächen des Paars ähnlicher Spulen erzeugt ist, eingebracht wird, so dass der Kopf in dem Bildgebungsraum platziert ist, während das Paar ähnlicher Spulen um die Seiten des Kopfs herum angeordnet sind, an denen sich seine Ohren befinden, und die orthogonale Spule über dem Gesicht des Kopfs in einer über den Augen des Kopfs überhängenden Weise platziert wird, ohne das obere Kopfende, die Nase oder den Mund abzudecken, und derart, dass das Paar ähnlicher Spulen in der Nähe der Ohren des Kopfes platziert sind, wobei die Kombination leicht über dem Kopf positioniert wird, ohne die relativen Stellungen der Spulen der Anordnung während des gesamten Prozesses der Einbringung und Abbildung des Kopfes zu verändern, wobei die Größe der gesamten Struktur der Spulenanordnung verringert ist, um das Signal-Rausch-Verhältnis zu verbessern und dabei nicht ein Gefühl einer Einengung für das abgebildete Objekt hervorzurufen.
Spulenanordnung nach Anspruch 1, wobei das Paar ähnlicher Spulen und die orthogonale Spule zu einem Stück miteinander kombiniert sind.
Magnetresonanzbildgebungsvorrichtung, die eine Einrichtung zur Erzeugung und Anwendung eines statischen Magnetfeldes auf den Kopf eines menschlichen Objektes während einer Bildaufnahme aufweist, wobei die Vorrichtung eine für Magnetresonanzbildgebung vorgesehene Quadratur-HF-Spulenanordnung nach Anspruch 1 oder 2 aufweist, die dazu eingerichtet ist, NMR-Signale von dem Objekt zu akquirieren.