DE102006045427A1

DE102006045427A1 - Detektionseinheit zur Anordnung in einer Felderzeugungseinheit eines MR-Geräts

Info

Publication number: DE102006045427A1
Application number: DE102006045427A
Authority: DE
Inventors: Wolfgang Dr. Renz; Ludwig Eberler; Razvan Dr. Lazar; Jürgen NISTLER; Axel vom Dr. Endt; Andreas Dr Krug; Eva Eberlein
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 2006-09-26
Filing date: 2006-09-26
Publication date: 2008-04-10
Also published as: US20100036237A1; WO2008037636A1; CN101517428B; US8131340B2; CN101517428A

Abstract

Eine Detektionseinheit (2) zur Anordnung in einer Felderzeugungseinheit (1) eines Magnetresonanzgeräts weist ein HF-Sende-Empfangssystem (7) zum Senden von HF-Pulsen und/oder zum Empfangen von MR-Signalen auf. Das HF-Sende-Empfangssystem (7) umgibt einen Patiententunnel (4) in einem radialen Abstand (a) von einer Tunnelachse (5) des Patiententunnels (4). Es ist in zwei Teilsysteme (7', 7'') aufgeteilt, die in Richtung der Tunnelachse (5) gesehen voneinander beabstandet sind, so dass sie zwischen sich einen im Wesentlichen ringförmigen Zwischenraum (9) bilden.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Detektionseinheit zur Anordnung in einer Felderzeugungseinheit eines MR-Geräts, wobei die Detektionseinheit ein HF-Sende-Empfangssystem zum Senden von HF-Pulsen und/oder zum Empfangen von MR-Signalen aufweist, wobei das HF-Sende-Empfangssystem einen Patiententunnel in einem radialen Abstand von einer Tunnelachse des Patiententunnels umgibt.
Derartige Detektionseinheiten sind allgemein bekannt.
MR-Anlagen, also Anlagen zur Erfassung von Magnetresonanzen, weisen in der Regel eine Detektionseinheit der obenstehend beschriebenen Art und zusätzlich einen Grundmagneten und ein Gradientenmagnetsystem auf. Der Grundmagnet erzeugt in einem Untersuchungsvolumen ein statisches, im Wesentlichen homogenes Grundmagnetfeld. Das Gradientenmagnetsystem weist in der Regel mehrere Gradientenspulen auf. Das Grundmagnetfeld wird mittels der Gradientenspulen des Gradientenmagnetsystems kurzzeitig ortsabhängig variiert. Mittels der Gradientenspulen erfolgt eine Ortscodierung bei der Anregung von Magnetresonanzen, die ihrerseits durch vom HF-Sende-Empfangssystem emittierte HF-Pulse angeregt werden, sowie eine Frequenz- und Phasencodierung beim Empfangen angeregter Magnetresonanzen.
Der Grundmagnet, das Gradientenmagnetsystem und die Detektionseinheit sind in der Regel konzentrisch angeordnet. Der Grundmagnet läuft tangential um die Tunnelachse um, wobei er sich in Richtung der Tunnelachse gesehen über einen relativ langen Abschnitt erstreckt. Das Gradientenmagnetsystem ist radial innerhalb des Grundmagneten angeordnet. Das Hochfrequenz-Sende-Empfangssystem ist radial innerhalb des Gradientensystems angeordnet.
Wegen der konzentrischen Anordnung der einzelnen Komponenten ist der Tunneldurchmesser des Patiententunnels relativ gering. Der Durchmesser wird im Stand der Technik durch jede weitere Komponente noch weiter eingeschränkt. Dies gilt unabhängig davon, ob die weitere Komponente radial innerhalb des Hochfrequenz-Sende-Empfangssystems (nachfolgend auch Ganzkörpersystem genannt) angeordnet wird oder radial außerhalb des HF-Sende-Empfangssystems. Beispiele derartiger weiterer Komponenten sind spezielle, nicht stets verwendete Gradientenspulen, weitere HF-Systeme, PET-Detektoren (Positronen-Emissions-Tomographie-Detektoren) usw..
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine Detektionseinheit zu schaffen, bei der trotz der Möglichkeit, derartige weitere Komponenten zu verwenden, keine Reduzierung des wirksamen Tunneldurchmessers die Folge ist.
Die Aufgabe wird, ausgehend von einer Detektionseinheit der eingangs genannten Art, dadurch gelöst, dass das Hochfrequenz-Sende-Empfangssystem in zwei Teilsysteme aufgeteilt ist und dass die beiden Teilsysteme in Richtung der Tunnelachse gesehen voneinander beabstandet sind, so dass sie zwischen sich einen im Wesentlichen ringförmigen Zwischenraum bilden.
Im Zwischenraum können – soweit erforderlich – zusätzliche Komponenten angeordnet werden, beispielsweise die obenstehend erwähnten Komponenten.
In der Regel weist die Detektionseinheit einen HF-Schirm auf, der das HF-Sende-Empfangssystem nach radial außen schirmt. Der HF-Schirm weist zwei Teilsystemabschnitte und einen Zwischenraumabschnitt auf. In Richtung der Tunnelachse gesehen überdecken die Teilsystemabschnitte jeweils eines der Teilsysteme und überdeckt der Zwischenraumabschnitt den Zwischenraum zumindest teilweise. Der Zwischenraumabschnitt grenzt in Richtung der Tunnelachse gesehen HF-dicht an die Teilsystemabschnitte an. Vorzugsweise weist der HF-Schirm zwei sich bezüglich der Tunnelachse in Radialrichtung erstreckende Ringe auf, deren radial äußere Enden an die bezüglich der Tunnelachse axial einander zugewandten Enden der Teilsystemabschnitte angrenzen.
Der Zwischenraumabschnitt grenzt in diesem Fall an die Ringe an. Er kann alternativ an die radial äußeren Enden der Ringe angrenzen, an die radial inneren Enden der Ringe angrenzen oder zwischen den radial inneren und den radial äußeren Enden an die Ringe angrenzen.
Im Zwischenraum kann beispielsweise radial innerhalb des Zwischenraumabschnitts ein weiteres Hochfrequenz-Sende-Empfangssystem angeordnet sein, beispielsweise eine Array-Antenne. Diese Ausgestaltung wird vorzugsweise in Kombination mit einer Ausgestaltung ergriffen, bei der der Zwischenraumabschnitt nicht an die radial inneren Enden der Ringe angrenzt.
Das weitere Hochfrequenz-Sende-Empfangssystem – nachfolgend auch Zusatzsystem genannt – ist auf dieselbe oder auf eine andere Frequenz abgestimmt wie bzw. als die Teilsysteme. Das Zusatzsystem ist in beiden Fällen simultan zu mindestens einem der Teilsysteme betreibbar.
Alternativ ist es möglich, dass im Zwischenraum radial außerhalb des Zwischenraumabschnitts ein Zusatzelement zum optimieren eines von einem Grundmagneten generierten statischen Grundmagnetfeldes angeordnet ist. Diese Ausgestaltung wird vorzugsweise mit einer Ausgestaltung ergriffen, bei welcher der Zwischenraumabschnitt nicht an die radial äußeren Enden der Ringe angrenzt.
Alternativ kann im Zwischenraum radial außerhalb des Zwischenraumabschnitts ein PET-Detektor angeordnet sein. Auch diese Maßnahme wird vorzugsweise mit einer Ausgestaltung des HF-Schirms ergriffen, bei welcher der Zwischenraumabschnitt nicht an die radial äußeren Enden der Ringe angrenzt.
Wenn ein PET-Detektor vorhanden ist, ist er vorzugsweise simultan zum HF-Sende-Empfangssystem betreibbar. Denn dadurch kann die Dauer einer Datenakquisition insgesamt reduziert werden.
Mittels des PET-Detektors ist ein PET-Signal erfassbar, das aus einem ersten Volumenbereich stammt. Das mittels des HF-Sende-Empfangssystems erfassbare Magnetresonanzsignal stammt aus einem zweiten Volumenbereich. Vorzugsweise überlappen sich der erste und der zweite Volumenbereich oder sind miteinander deckungsgleich.
In einer bevorzugten Ausgestaltung sind die Teilsysteme als Semi-Birdcage-Resonatoren ausgebildet, die je einen tangential um die Tunnelachse umlaufenden Endring und sich ausgehend vom jeweiligen Endring bezüglich der Tunnelachse axial aufeinander zu erstreckende Antennenstäbe aufweisen. Die Antennenstäbe sind in diesem Fall vorzugsweise an ihren vom jeweiligen Endring abgewandten Enden mit dem HF-Schirm verbunden.
In der Regel ist das Hochfrequenz-Sende-Empfangssystem bezogen auf die Tunnelachse radial außen von einer Gradientenspule umgeben. Die Gradientenspule kann sich insbesondere bezogen auf die Tunnelachse axial beidseits über die Teilsysteme hinaus erstrecken.
Es ist möglich, dass die Gradientenspule radial außerhalb des Zwischenraums angeordnet ist und im Zwischenraum radial außerhalb des Zwischenraumabschnitts ein Zusatzelement zum Optimieren eines von der Gradientenspule generierbaren Gradientenfeldes angeordnet ist. Alternativ kann die Gradientenspule radial außerhalb des Zwischenraumabschnitts in den Zwischenraum eintauchen. Diese Maßnahmen werden vorzugsweise mit einer Ausgestaltung des HF-Schirms kombiniert, bei dem der Zwischenraumabschnitt nicht an die radial äußeren Enden der Ringe angrenzt.
Bevorzugt sind die Teilsysteme simultan betreibbar, so dass sie im Patiententunnel zumindest im Bereich des Zwischenraums entlang der Tunnelachse ein im Wesentlichen homogenes HF-Feld generieren. Alternativ oder zusätzlich können die Teilsysteme jedoch auch unabhängig voneinander, insbesondere einzeln, betreibbar sein.
Vorzugsweise ist die Detektionseinheit bezüglich einer zur Tunnelachse orthogonalen Ebene symmetrisch aufgebaut. Hierdurch sind besonders homogene Felder generierbar.
In der Praxis hat es sich als vorteilhaft erwiesen, wenn die Teilsysteme in Richtung der Tunnelachse gesehen einen axialen Abstand aufweisen, der zwischen 10 und 50 cm liegt. Der axiale Abstand kann insbesondere zwischen 20 und 30 cm liegen.
In der Regel sind die Teilsysteme auf ein Tragrohr aufmontiert. Die Montage kann insbesondere lösbar sein. Die Teilsysteme können alternativ von radial innen oder von radial außen auf das Tragrohr aufmontiert sein.
Es ist möglich, in das Tragrohr ein Kühlsystem zum Kühlen mindestens eines mit dem Tragrohr verbundenen Elements zu integrieren. Dadurch ergibt sich ein kompakterer Aufbau der Detektionseinheit.
Aus dem gleichen Grund kann es von Vorteil sein, wenn in das Tragrohr Kabel zum elektrischen Verbinden mindestens eines mit dem Tragrohr verbundenen Elements mit einer detektionseinheitexternen Steuer- und/oder Auswertungseinrichtung integriert sind.
Die erfindungsgemäße Detektionseinheit kann insbesondere in einer Felderzeugungseinheit einer Magnetresonanzanlage Verwendung finden.
Weitere Vorteile und Einzelheiten ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen in Verbindung mit den Zeichnungen. Es zeigen in Prinzipdarstellung:
1 eine Felderzeugungseinheit mit einer Detektionseinheit,
2 bis 5 mögliche Ausgestaltungen der Detektionseinheit von 1,
6 Feldstärkenverläufe und
7 eine perspektivische Schnittdarstellung der Detektionseinheit von 1.
Gemäß 1 weist eine Magnetresonanzanlage (nachfolgend kurz MR-Anlage) eine Felderzeugungseinheit 1 auf. Die Felderzeugungseinheit 1 weist einen Grundmagneten 2 und eine Detektionseinheit 3 auf. Sowohl der Grundmagnet 2 als auch die Detektionseinheit 3 sind im Wesentlichen zylinderförmig ausgebildet, so dass sie einen im Wesentlichen zylinderförmigen Patiententunnel 4 bilden.
Der Patiententunnel 4 weist eine Tunnelachse 5 auf. Sowohl der Grundmagnet 2 als auch die Detektionseinheit 3 sind bezüglich einer Symmetrieebene 6, welche die Tunnelachse 5 orthogonal schneidet, symmetrisch angeordnet.
Soweit nachfolgend die Begriffe „axial", „radial" und „tangential" verwendet werden, sind sie stets auf die Tunnelachse 5 bezogen. Axial bedeutet eine Richtung parallel zur Tunnelachse 5. Radial bedeutet eine Richtung senkrecht zur Tunnelachse 5 auf die Tunnelachse 5 zu bzw. von der Tunnelachse 5 weg. Tangential bezeichnet eine Richtung um die Tunnelachse 5 herum. Die Richtungen sind orthogonal zueinander.
Die Detektionseinheit 3 ist in der Felderzeugungseinheit 1 angeordnet. Sie weist ein Hochfrequenz-Sende-Empfangssystem 7 auf, nachfolgend auch als Ganzkörpersystem 7 bezeichnet. Mit tels des Ganzkörpersystems 7 sind HF-Pulse sendbar. Mittels der HF-Pulse kann ein Untersuchungsobjekt (das in den FIG nicht dargestellt ist) zum Aussenden von Magnetresonanzsignalen angeregt werden, wenn es sich zum Zeitpunkt des Sendens der HF-Pulse in einem Untersuchungsbereich 8 befindet. Der Untersuchungsbereich 8 ist im Wesentlichen zylinderförmig und rotationssymmetrisch bezüglich der Tunnelachse 5 und spiegelsymmetrisch zur Symmetrieebene 6. Mittels des Ganzkörpersystems 7 sind auch die Magnetresonanzsignale empfangbar.
Das Ganzkörpersystem 7 umgibt die Tunnelachse 5 in einem radialen Abstand a. Der radiale Abstand a beträgt meist 25 bis 35 cm, beispielsweise 30 cm.
Gemäß 1 ist das Ganzkörpersystem 7 in zwei Teilsysteme 7', 7'' aufgeteilt. Die beiden Teilsysteme 7, 7'' sind in Richtung der Tunnelachse 5 gesehen axial voneinander beabstandet, so dass sie zwischen sich einen im Wesentlichen ringförmigen Zwischenraum 9 bilden. Ein axialer Abstand b der Teilsysteme 7', 7'' voneinander liegt in der Regel zwischen 10 und 50 cm, insbesondere zwischen 20 und 30 cm.
Radial zwischen dem Grundmagneten 2 und dem Ganzkörpersystem 7 ist eine Gradientenspule 10 angeordnet. Das Ganzkörpersystem 7 ist somit radial außen von der Gradientenspule 10 umgeben. Gemäß 1 erstreckt sich die Gradientenspule 10 axial beidseits über die Teilsysteme 7', 7'' hinaus. Insbesondere ist auch die Gradientenspule 10 symmetrisch zur Symmetrieebene 6 angeordnet.
Das Ganzkörpersystem 7 ist in der Regel gegen HF-Strahlung nach radial außen geschirmt. Zu diesem Zweck weist die Detektionseinheit 3 einen HF-Schirm 11 auf, der das Ganzkörpersystem 7 nach radial außen schirmt. Im vorliegenden Fall weist der HF-Schirm 11 einen Zwischenraumabschnitt 12 und zwei Teilsystemabschnitte 12', 12'' auf. In Richtung der Tunnelachse 5 gesehen überdecken die Teilsystemabschnitte 12', 12'' jeweils eines der Teilsysteme 7', 7''. Der Zwischenraumabschnitt 12 überdeckt den Zwischenraum 9 zumindest teilweise. Der Zwischenraumabschnitt 12 grenzt in Richtung der Tunnelachse 5 gesehen HF-dicht an die Teilsystemabschnitte 12', 12'' an. Dies gilt unabhängig von der genauen Axialposition, an welcher das Angrenzen erfolgt.
Im vorliegenden Fall weist der HF-Schirm 11 zwei Ringe 13', 13'' auf, die sich in Radialrichtung erstrecken. Die Ringe 13', 13'' weisen daher radial äußere Enden 14', 14'' und radial innere Enden 15', 15'' auf. Die radial äußeren Enden 14', 14'' grenzen an Enden der Teilsystemabschnitte 12', 12'' an, die axial einander zugewandt sind. Jeder Teilsystemabschnitt 12', 12'' bildet zusammen mit dem an ihn angrenzenden Ring 13', 13'' somit in der Schnittdarstellung der 1 eine L-förmige Struktur. Die Teilsysteme 12', 12'' sind daher nicht nur nach radial außen, sondern auch gegeneinander HF-geschirmt.
Die Ringe 13', 13'' definieren zugleich den Übergangsbereich, in dem die Teilsystemabschnitte 12', 12'' an den Zwischenraumabschnitt 12 angrenzen. Der axial zwischen den Ringen 13', 13'' befindliche Bereich (d. h. der Zwischenraum 9) ist daher gegen beide Teilsysteme 12', 12'' HF-geschirmt.
Je nach Anwendungsfall ist eine Anordnung des Zwischenraumabschnitts 12 in unterschiedlichem radialem Abstand zur Tunnelachse 5 sinnvoll. Für manche Anwendungen kann es sinnvoll sein, wenn der Zwischenraumabschnitt 12 an die radial äußeren Enden 14', 14'' der Ringe 13', 13'' angrenzt. Für andere Anwendungen kann es sinnvoll sein, wenn der Zwischenraumabschnitt 12 an die radial inneren Ende 15', 15'' der Ringe 13', 13'' angrenzt. Gegebenenfalls kann es auch sinnvoll sein, den Zwischenraumabschnitt 12 in einem radialen Abstand anzuordnen, der zwischen diesen beiden Extrempositionen liegt. In diesem Fall grenzt der Zwischenraumabschnitt 12, bezogen auf die Tunnelachse 5, radial zwischen den radial inneren und den radial äußeren Enden 15', 15'', 14', 14'' an die Ringe 13', 13'' an.
In 1 sind die drei möglichen Anordnungen des Zwischenraumabschnitts 12 gestrichelt eingezeichnet. Gestrichelt ist die Einzeichnung aus dem Grund, weil bei einer (1) konkreten Realisierung nur eine (1) dieser drei Lagen gegeben ist.
Im Zwischenraum 9 können weitere Komponenten der Detektionseinheit 9 angeordnet sein, mittels derer der Betrieb der Magnetresonanzanlage im weitesten Sinne optimierbar ist.
Beispielsweise kann – siehe 2 – im Zwischenraum 9 ein Zusatzelement 16 angeordnet sein, mittels dessen das vom Grundmagneten 2 generierte statische Grundmagnetfeld optimiert wird. Das Zusatzelement 16 kann alternativ aktiv oder passiv sein. Es ist in der Regel radial außerhalb des Zwischenraumabschnitts 12 angeordnet.
Alternativ – siehe 3 – kann im Zwischenraum 9 ein PET-Detektor 17 angeordnet sein. Der PET-Detektor 17 ist in der Regel ebenfalls radial außerhalb des Zwischenraumabschnitts 12 angeordnet.
Wiederum alternativ – siehe 4 – kann im Zwischenraum 9 ein Zusatzelement 18 angeordnet sein, mittels dessen das von der Gradientenspule 10 generierte Gradientenfeld optimierbar ist. Auch in diesem Fall ist das entsprechende Zusatzelement 18 vorzugsweise radial außerhalb des Zwischenraumabschnitts 12 angeordnet. Anstelle des Vorhandenseins des Zusatzelements 18 könnte alternativ die Gradientenspule 10 selbst in den Zwischenraum 9 eintauchen.
Wiederum alternativ – siehe 5 – kann im Zwischenraum 9 ein weiteres Hochfrequenz-Sende-Empfangssystem 19 angeordnet sein. Das weitere HF-Sende-Empfangssystem 19 wird nachfolgend kurz als Zusatzsystem bezeichnet. Es kann beispielsweise als Array-Antenne ausgebildet sein.
Das Zusatzsystem 19 ist vorzugsweise radial innerhalb des Zwischenraumabschnitts 12 angeordnet. Bei entsprechender Aus gestaltung des HF-Schirms 11 – insbesondere bei Anordnung des Zwischenraumabschnitts 12 zwischen den inneren und äußeren Enden 15', 15'', 14', 14'' der Ringe 13', 13'' – kann die Ausgestaltung der 5 auch mit einer der Ausgestaltungen der 2 bis 4 kombiniert werden.
Wenn der PET-Detektor 17 vorhanden ist, ist er vorzugsweise simultan zum Ganzkörpersystem 7 betreibbar. Alternativ oder zusätzlich kann er gegebenenfalls auch simultan zum Zusatzsystem 19 betreibbar sein.
Mittels des PET-Detektors 17 ist ein PET-Signal erfassbar, das aus einem Volumenbereich 20 stammt. Der Volumenbereich 20 sollte soweit wie möglich mit dem Untersuchungsbereich 8 übereinstimmen. Im Idealfall besteht Deckungsgleichheit. Zumindest sollten der Volumenbereich 20 und der Untersuchungsbereich 8 sich jedoch überlappen.
Die Teilsysteme 7', 7'' sind auf eine bestimmte Frequenz f abgestimmt, beispielsweise die Larmorfrequenz von Wasserstoff. Wenn das Zusatzsystem 19 vorhanden ist, kann es auf dieselbe Frequenz f abgestimmt sein. Alternativ kann es auf eine andere Frequenz f' abgestimmt sein. In beiden Fällen ist das Zusatzsystem 19 nicht nur alternativ, sondern auch simultan zu den Teilsystemen 7', 7'' (bzw. simultan zu mindestens einem der Teilsysteme 7', 7'') betreibbar.
Die Teilsysteme 7', 7'' sind vorzugsweise sowohl simultan als auch unabhängig voneinander – insbesondere einzeln – betreibbar. Welcher Betrieb im konkreten Einzelfall erfolgt, hängt von der Ansteuerung durch eine Steuer- und Auswertungseinrichtung 21 ab, die außerhalb der Detektionseinheit 3 angeordnet ist.
6 zeigt beispielhaft als Funktion des Ortes z auf der Tunnelachse 5 erreichbare Feldstärken F', F'' des jeweiligen Teilsystems 7', 7'', wenn die beiden Teilsysteme 7', 7'' einzeln betrieben werden. 6 zeigt weiterhin eine erreichbare Feldstärke F, wenn die Teilsysteme 7', 7'' simultan betrieben werden. Wie aus 6 ersichtlich ist, generieren die Teilsysteme 7', 7'' im Patiententunnel 4 zumindest im Bereich des Zwischenraums 9 entlang der Tunnelachse 5 ein im Wesentlichen homogenes HF-Feld.
Der in 6 dargestellte Verlauf der Feldstärke F kann auf verschiedene Art und Weise erreicht werden. Derzeit ist bevorzugt, entsprechend 7 die Teilsysteme 7', 7'' als Semi-Birdcage-Resonatoren auszubilden. In diesem Fall weist jedes Teilsystem 7', 7'' je einen tangential um die Tunnelachse 5 umlaufenden Endring 22', 22'' auf. Weiterhin weisen die Teilsysteme 7', 7'' jeweils eine Anzahl von Antennenstäbe 23', 23'' auf. Die Antennenstäbe 23', 23'' erstrecken sich, ausgehend vom jeweiligen Endring 22', 22'', axial aufeinander zu. Sie weisen axiale Enden 24', 24'' auf, die mit dem HF-Schirm 11 – insbesondere mit dem jeweiligen Ring 13', 13'' – verbunden sind.
Die Teilsysteme 7', 7'' sind in der Regel auf ein Tragrohr 25 aufmontiert. Die Montage kann unlösbar sein. In der Regel ist sie jedoch lösbar. Die Teilsysteme 7', 7'' können alternativ von radial innen (siehe beispielhaft 2) oder von radial außen (siehe beispielhaft 4) auf das Tragrohr 25 aufmontiert sein. Die Art der Montage der Teilsysteme 7', 7'' ist dabei unabhängig davon, ob und gegebenenfalls welche weiteren Komponenten 16 bis 19 die Detektionseinheit 3 aufweist. Sie ist auch unabhängig davon, ob der Zwischenraumabschnitt 12 radial innen, radial außen oder beispielsweise radial mittig mit den Ringen 13', 13'' verbunden ist.
Auf das Tragrohr 25 können gegebenenfalls weitere Elemente aufmontiert sein, insbesondere die obenstehend erwähnten Zusatzelemente 16, 18, der PET-Detektor 17 und/oder das Zusatzsystem 19.
In das Tragrohr 25 können Leitungen 26, 27 integriert sein. Bei den Leitungen 26, 27 kann es sich beispielsweise um Rohr leitungen 26 eines Kühlsystems handeln, mittels dessen mindestens eines der mit dem Tragrohr 25 verbundenen Elemente 7', 7'', 16 bis 19 gekühlt wird. Alternativ oder zusätzlich kann es sich bei den Leitungen 26, 27 um Kabel 27 handeln, mittels derer mindestens eines der mit dem Tragrohr 25 verbundenen Elemente 7', 7'', 16 bis 19 elektrisch mit der Steuer- und Auswertungseinrichtung 21 verbunden ist.
Radial innerhalb der Teilsysteme 7', 7'', des HF-Schirms 11 und der weiteren Komponenten 16 bis 19 ist – siehe 1 – in aller Regel eine Abdeckung 28 vorhanden. Bei Montage der Teilsysteme 7', 7'' auf das Tragrohr 25 von radial außen kann die Abdeckung 28 eventuell mit dem Tragrohr 25 identisch sein.
Mittels der erfindungsgemäß ausgestalteten Detektionseinheit 3 ist es möglich, ohne nennenswerte Einschränkungen bei im Vergleich zu einer Detektionseinheit des Standes der Technik im Wesentlichen gleichen Abmessungen der Detektionseinheit 3 im Zwischenraum 9 weitere Komponenten 16 bis 19 (beispielsweise den PET-Detektor 17) anzuordnen. Dabei ist eine große Vielzahl von Einzelmöglichkeiten gegeben. Über die obenstehend explizit beschreibenen Möglichkeiten hinaus wäre es beispielsweise möglich,

– im Zwischenraum 9 eine Lichtquelle anzuordnen,
– im Zwischenraum 9 eine Anzeigeeinrichtung anzuordnen,
– im Zwischenraum 9 eine Hyperthermieantenne anzuordnen,
– im Zwischenraum 9 optische Signalgeber für eine funktionelle Magnetresonanzbildgebung (fMRI) anzuordnen usw..

Die obige Beschreibung dient ausschließlich der Erläuterung der vorliegenden Erfindung. Der Schutzumfang der vorliegenden Erfindung soll hingegen ausschließlich durch die beigefügten Ansprüche bestimmt sein.

Claims

Detektionseinheit zur Anordnung in einer Felderzeugungseinheit (1) eines Magnetresonanzgeräts, wobei die Detektionseinheit ein Hochfrequenz-Sende-Empfangssystem (7) zum Senden von HF-Pulsen und/oder zum Empfangen von MR-Signalen aufweist, wobei das Hochfrequenz-Sende-Empfangssystem (7) einen Patiententunnel (4) in einem radialen Abstand (a) von einer Tunnelachse (5) des Patiententunnels (4) umgibt, dadurch gekennzeichnet, dass das Hochfrequenz-Sende-Empfangssystem (7) in zwei Teilsysteme (7', 7'') aufgeteilt ist und dass die beiden Teilsysteme (7', 7'') in Richtung der Tunnelachse (5) gesehen voneinander beabstandet sind, so dass sie zwischen sich einen im Wesentlichen ringförmigen Zwischenraum (9) bilden.
Detektionseinheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Detektionseinheit einen HF-Schirm (11) aufweist, der das Hochfrequenz-Sende-Empfangssystem (7) nach radial außen schirmt, dass der HF-Schirm (11) zwei Teilsystemabschnitte (12', 12'') und einen Zwischenraumabschnitt (12) aufweist, dass in Richtung der Tunnelachse (5) die Teilsystemabschnitte (12', 12'') jeweils eines der Teilsysteme (7', 7'') überdecken und der Zwischenraumabschnitt (12) den Zwischenraum (9) zumindest teilweise überdeckt, dass der Zwischenraumabschnitt (12) in Richtung der Tunnelachse (5) gesehen HF-dicht an die Teilsystemabschnitte (12', 12'') angrenzt und dass der HF-Schirm (11) zwei sich bezüglich der Tunnelachse (5) in Radialrichtung erstrecke Ringe (13', 13'') aufweist, deren radial äußere Enden (14', 14'') an die bezüglich der Tunnelachse (5) axial einander zugewandten Enden der Teilsystemabschnitte (12', 12'') angrenzen.
Detektionseinheit nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Zwischenraumabschnitt (12) an die radial äußeren Enden (14', 14'') der Ringe (13', 13'') angrenzt.
Detektionseinheit nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Zwischenraumabschnitt (12) an die radial inneren Enden (15', 15'') der Ringe (13', 13'') angrenzt.
Detektionseinheit nach Anspruch 2, dass der Zwischenraumabschnitt (12), bezogen auf die Tunnelachse (5), zwischen den radial inneren und den radial äußeren Enden (15', 15'', 14', 14'') an die Ringe (13', 13'') angrenzt.
Detektionseinheit nach Anspruch 3 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass im Zwischenraum (9) radial innerhalb des Zwischenraumabschnitts (12) ein weiteres Hochfrequenz-Sende-Empfangssystem (19) angeordnet ist.
Detektionseinheit nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das weitere Hochfrequenz-Sende-Empfangssystem (19) simultan zu mindestens einem der Teilsysteme (7', 7'') betreibbar ist.
Detektionseinheit nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass im Zwischenraum (9) radial außerhalb des Zwischenraumabschnitts (12) ein Zusatzelement (16) zum Optimieren eines von einem Grundmagneten (2) generierten statischen Grundmagnetfeldes angeordnet ist.
Detektionseinheit nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass im Zwischenraum (9) radial außerhalb des Zwischenraumabschnitts (12) ein PET-Detektor (17) angeordnet ist.
Detektionseinheit nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass der PET-Detektor (17) simultan zum HF-Sende-Empfangssystem (7) betreibbar ist.
Detektionseinheiten nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass mittels des PET-Detektors (17) ein PET-Signal erfassbar ist, das aus einem ersten Volumenbereich (20) stammt, dass das mittels des Hochfrequenz-Sende-Empfangssystem (7) erfasste Magnetresonanzsignal aus einem zweiten Volumenbereich (8) stammt und dass sich der erste Volumenbereich (20) und der zweite Volumenbereich (8) zumindest überlappen.
Detektionseinheit nach einem der Ansprüche 2 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Teilsysteme (7', 7'') als Semi-Birdcage-Resonatoren ausgebildet sind, die je einen tangential um die Tunnelachse (5) umlaufenden Endring (22', 22'') und sich ausgehend vom jeweiligen Endring (22', 22'') bezüglich der Tunnelachse (5) axial aufeinander zu erstreckende Antennenstäbe (23', 23'') aufweisen, und dass die Antennenstäbe (23', 23'') an ihren vom jeweiligen Endring (22', 22'') abgewandten Enden (24', 24'') mit dem HF-Schirm (11) verbunden sind.
Detektionseinheit nach einem der obigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Hochfrequenz-Sende-Empfangssystem (7) bezogen auf die Tunnelachse (5) radial außen von einer Gradientenspule (10) umgeben ist.
Detektionseinheit nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Gradientenspule (10) sich bezogen auf die Tunnelachse (5) axial beidseits über die Teilsysteme (7', 7'') hinaus erstreckt.
Detektionseinheit nach Anspruch 13 oder 14 in Verbindung mit Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Gradientenspule (10) radial außerhalb des Zwischenraums (9) angeordnet ist und dass im Zwischenraum (9) radial außerhalb des Zwischenraumabschnitts (12) ein Zusatzelement (18) zum Optimieren eines von der Gradientenspule (10) generierbaren Gradientenfeldes angeordnet ist.
Detektionseinheit nach Anspruch 13 oder 14 in Verbindung mit Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Gradientenspule (10) radial außerhalb des Zwischenraumabschnitts (12) in den Zwischenraum (9) eintaucht.
Detektionseinheit nach einem der obigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Teilsysteme (7', 7'') simultan betreibbar sind, so dass sie im Patiententunnel (4) zumindest im Bereich des Zwischenraums (9) entlang der Tunnelachse (5) ein im Wesentlichen homogenes HF-Feld generieren.
Detektionseinheit nach einem der obigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Teilsysteme (7', 7'') unabhängig voneinander, insbesondere einzeln, betreibbar sind.
Detektionseinheit nach einem der obigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sie bezüglich einer zur Tunnelachse (5) orthogonalen Ebene (6) symmetrisch aufgebaut ist.
Detektionseinheit nach einem der obigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Teilsysteme (7', 7'') in Richtung der Tunnelachse (5) gesehen einen axialen Abstand (b) voneinander aufweisen, der zwischen 10 und 50 cm liegt.
Detektionseinheit nach einem der obigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Teilsysteme (7', 7'') – insbesondere lösbar – auf ein Tragrohr (25) aufmontiert sind.
Detektionseinheit nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, dass die Teilsysteme (7', 7'') von radial innen auf das Tragrohr (25) aufmontiert sind.
Detektionseinheit nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, dass die Teilsysteme (7', 7'') von radial außen auf das Tragrohr (25) aufmontiert sind.
Detektionseinheit nach Anspruch 21, 22 oder 23, dadurch gekennzeichnet, dass in das Tragrohr (25) ein Kühlsystem (26) zum Kühlen mindestens eines mit dem Tragrohr (25) verbundenen Elements (7', 7'', 16 bis 19) integriert ist.
Detektionseinheit nach einem der Ansprüche 21 bis 24, dadurch gekennzeichnet, dass in das Tragrohr (25) Kabel (27) zum elektrischen Verbinden mindestens eines mit dem Tragrohr (25) verbundenen Elements (7', 7'', 16 bis 19) mit einer detektionseinheitexternen Steuer- und/oder Auswertungseinrichtung (21) integriert sind.
Felderzeugungseinheit einer Magnetresonanzanlage, in der eine Detektionseinheit (3) nach einem der obigen Ansprüche angeordnet ist.