DE102011077724A1

DE102011077724A1 - Lokale Shim- Spule innerhalb einer Lokalspule, als lokale BO -Homogenisierung in einem MRT

Info

Publication number: DE102011077724A1
Application number: DE102011077724A
Authority: DE
Inventors: Stephan Biber
Original assignee: Siemens AG; Siemens Corp
Current assignee: Siemens Healthineers Ag De
Priority date: 2011-06-17
Filing date: 2011-06-17
Publication date: 2012-12-20
Also published as: US9360541B2; CN102830377B; US20120323113A1; CN102830377A; US20160252594A1

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Lokalspule (106) für ein bildgebendes System (101), insbesondere MRT (101), dadurch gekennzeichnet, dass sie (106) eine MRT-Kopfspule (106) ist, die (106) dazu ausgebildet ist (A, L1, L2), dass der Kopf (K) eines Patienten in (A) ihr (106) positionierbar (PP) ist, und dass sie (106) mindestens eine Shim-Spule (L1, L2) aufweist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Lokalspule für ein bildgebendes System.
Magnetresonanzgeräte (MRTs) zur Untersuchung von z.B. Patienten durch Magnetresonanztomographie sind beispielsweise aus DE 10314215 B4 , US 6100695 , US 6023167 bekannt.
In der MR-Tomographie werden Bilder mit hohem Signal/Rauschverhältnis (SNR) heute in der Regel mit so genannten Lokalspulen (Coils, Local Coils) aufgenommen. Dies sind Antennensysteme, die in unmittelbarer Nähe auf (anterior) oder unter (posterior) einem Patienten angebracht werden. Bei einer MRT-Messung induzieren die angeregten Kerne in den einzelnen Antennen der Lokalspule eine Spannung, die dann mit einem rauscharmen Vorverstärker (LNA, Preamp) verstärkt und schließlich kabelgebunden an die Empfangselektronik weitergeleitet wird. Zur Verbesserung des Signal-Rauschen-Verhältnisses auch bei hochaufgelösten Bildern werden so genannte Hochfeldanlagen eingesetzt (1.5 T bis 12 T und mehr).
Wichtig bei vielen klinischen MR Anwendung ist die Homogenität des BO-Grundfeldes. Bei Abweichungen von der Homogenität können Artefakte oder Verzerrungen entstehen oder bestimmte Anwendungen wie FatSat nicht mehr optimal funktionieren. FatSat ist eine Technik, bei der die Frequenzverschiebung der im Fett gebundenen Protonen genutzt wird, um durch einen starken Sendepuls (Sättigungspuls) bei der Fett-Frequenz, die Signale von Fettgewebe auszublenden oder die Frequenz bzw. Phasenverschiebung beider Signale nutzt, um das fettgewebe auszublenden (z.T. in der Bildnachverarbeitung). Da die Differenz zwischen der Protonenfrequenz in Wasser und in Fett sehr gering ist (wenige ppm des Grundfeldes), ist diese Technik stark von der räumlichen Homogenität des Grundfeldes abhängig. Diese wird heute über Volumina von ca. 30 × 30 × 30 cm (+–20 cm) mit bis zu z.B. ca. 0.5 ppm erreicht.
In Körperregionen können auf Grund der räumlich stark inhomogenen Verteilung der Suszeptibilität (mu_r oder r) des Körpergewebes Verzerrungen des Bo-Grundfeldes entstehen. Diese werden durch im MRT-System eingebaute sogenannte Shimspulen korrigiert. Heutige Shimspulen sind im System, räumlich im Bereich der Gradientenspulen – also relativ weit weg vom Patienten – verbaut. Die Zahl der verschiedenen Shimspulen, deren Anordnung und Ansteuerung erlaubt eine bestimmte Zahl an Freiheitsgraden, um Bo-Inhomogenitäten des meist supraleitenden Grundfeldmagneten durch Shim-Stöme in konventionellen Kupferspulen auszugleichen. Diese Freiheitsgrade sind bei vielen bereits im Feld existierenden Systemen nicht ausreichend, um z.B. Inhomogenitäten im Bereich der Halswirbelsäule (HWS) auszugleichen. Shimspulen höherer Ordnung (starke lokale Feldvariation), die im System angebracht werden, sind extrem ineffizient (hinsichtlich Strom bzw Leistung versus B0-Änderung).
Gemäß einer zumindest intern (oder aus http://www.satpadinc.com/photos/) bekannten heutigen Lösung können, insbesondere wenn die Shim-Ordnungen nicht ausreichen, Gelkissen in den Nackenbereich des zu untersuchenden Patienten platziert werden, deren Restsuszeptibiltät im günstigen Fall den B0-Verzerrungen so entgegenwirkt, dass ein homogeneres Feld entsteht.
Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die Feldhomogenität für ein bildgebendes System zu optimieren. Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des unabhängigen Patentanspruchs in zu bekannten Lösungen alternativer Weise gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen sind in den Unteransprüchen und der Beschreibung angegeben.
Weitere Merkmale und Vorteile von möglichen Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen anhand der Zeichnung. Dabei zeigt:
1 von einer Seite im Längsschnitt einen Patienten und eine erfindungsgemäße Kopfspule,
2 von einer Seite im Längsschnitt eine erfindungsgemäß geshimte Lokalspule,
3 von einer Seite gesehen im Längsschnitt eine weitere erfindungsgemäß geshimte Lokalspule,
4 von einer Seite im Längsschnitt eine weitere erfindungsgemäß geshimte Lokalspule,
5 von einer Seite im Längsschnitt eine weitere erfindungsgemäß geshimte Lokalspule mit Lokalspulenleiteranordnungen aus jeweils mehreren Leitern,
6 als Detailansicht ein Schaltbild einer Stromversorgung einer erfindungsgemäßen Lokalspule,
7 schematisch ein MRT-System.
7 zeigt (insbesondere als Hintergrund) ein (in einem geschirmten Raum oder Faraday-Käfig F befindliches) bildgebendes Magnetresonanzgerät MRT 101 mit einer Ganzkörperspule 102 mit einem hier röhrenförmigen Raum 103 in welchen eine Patientenliege 104 mit einem Körper z.B. eines Untersuchungsobjektes (z.B. eines Patienten) 105 (mit oder ohne Lokalspulenanordnung 106) in Richtung des Pfeils z gefahren werden kann, um durch ein bildgebendes Verfahren Aufnahmen des Patienten 105 zu generieren. Auf dem Patienten ist hier eine Lokalspulenanordnung 106 angeordnet, mit welcher in einem lokalen Bereich (auch field of view oder FOV genannt) des MRT Aufnahmen von einem Teilbereich des Körpers 105 im FOV generiert werden können. Signale der Lokalspulenanordnung 106 können von einer z.B. über Koaxialkabel oder per Funk (167) etc an die Lokalspulenanordnung 106 anschließbaren Auswerteeinrichtung (168, 115, 117, 119, 120, 121 usw.) des MRT 101 ausgewertet (z.B. in Bilder umgesetzt, gespeichert oder angezeigt) werden.
Um mit einem Magnetresonanzgerät MRT 101 einen Körper 105 (ein Untersuchungsobjekt oder einen Patienten) mittels einer Magnet-Resonanz-Bildgebung zu untersuchen, werden verschiedene, in ihrer zeitlichen und räumlichen Charakteristik genauestens aufeinander abgestimmte Magnetfelder auf den Körper 105 eingestrahlt. Ein starker Magnet (oft ein Kryomagnet 107) in einer Messkabine mit einer hier tunnelförmigen Öffnung 103, erzeugt ein statisches starkes Hauptmagnetfeld B₀, das z.B. 0,2 Tesla bis 3 Tesla oder auch mehr beträgt. Ein zu untersuchender Körper 105 wird auf einer Patientenliege 104 gelagert in einen im Betrachtungsbereich FoV („field of view“) etwa homogenen Bereich des Hauptmagnetfeldes B0 gefahren. Eine Anregung der Kernspins von Atomkernen des Körpers 105 erfolgt über magnetische Hochfrequenz-Anregungspulse B1(x, y, z, t) die über eine hier als (z.B. mehrteilige = 108a, 108b, 108c) Körperspule 108 sehr vereinfacht dargestellte Hochfrequenzantenne (und/oder ggf. eine Lokalspulenanordnung) eingestrahlt werden. Hochfrequenz-Anregungspulse werden z.B. von einer Pulserzeugungseinheit 109 erzeugt, die von einer Pulssequenz-Steuerungseinheit 110 gesteuert wird. Nach einer Verstärkung durch einen Hochfrequenzverstärker 111 werden sie zur Hochfrequenzantenne 108 geleitet. Das hier gezeigte Hochfrequenzsystem ist lediglich schematisch angedeutet. Oft werden mehr als eine Pulserzeugungseinheit 109, mehr als ein Hochfrequenzverstärker 111 und mehrere Hochfrequenzantennen 108a, b, c in einem Magnet-Resonanz-Gerät 101 eingesetzt.
Weiterhin verfügt das Magnet-Resonanz-Gerät 101 über Gradientenspulen 112x, 112y, 112z, mit denen bei einer Messung magnetische Gradientenfelder zur selektiven Schichtanregung und zur Ortskodierung des Messsignals eingestrahlt werden. Die Gradientenspulen 112x, 112y, 112z werden von einer Gradientenspulen-Steuerungseinheit 114 gesteuert, die ebenso wie die Pulserzeugungseinheit 109 mit der Pulssequenz-Steuerungseinheit 110 in Verbindung steht.
Von den angeregten Kernspins (der Atomkerne im Untersuchungsobjekt) ausgesendete Signale werden von der Körperspule 108 und/oder mindestens einer Lokalspulenanordnung 106 empfangen, durch zugeordnete Hochfrequenzvorverstärker 116 verstärkt und von einer Empfangseinheit 117 weiterverarbeitet und digitalisiert. Die aufgezeichneten Messdaten werden digitalisiert und als komplexe Zahlenwerte in einer k-Raum-Matrix abgelegt. Aus der mit Werten belegten k-Raum-Matrix ist mittels einer mehrdimensionalen Fourier-Transformation ein zugehöriges MR-Bild rekonstruierbar.
Für eine Spule, die sowohl im Sende- als auch im Empfangsmodus betrieben werden kann, wie z.B. die Körperspule 108 oder eine Lokalspule 106, wird die korrekte Signalweiterleitung durch eine vorgeschaltete Sende-Empfangs-Weiche 118 geregelt.
Eine Bildverarbeitungseinheit 119 erzeugt aus den Messdaten ein Bild, das über eine Bedienkonsole 120 einem Anwender dargestellt und/oder in einer Speichereinheit 121 gespeichert wird. Eine zentrale Rechnereinheit 122 steuert die einzelnen Anlagekomponenten.
In der MR-Tomographie werden Bilder mit hohem Signal/Rauschverhältnis (SNR) heute in der Regel mit so genannten Lokalspulenanordnungen (Coils, Local Coils) aufgenommen. Dies sind Antennensysteme, die in unmittelbarer Nähe auf (anterior) oder unter (posterior) oder an oder in dem Körper 105 angebracht werden. Bei einer MR-Messung induzieren die angeregten Kerne in den einzelnen Antennen der Lokalspule eine Spannung, die dann mit einem rauscharmen Vorverstärker (z.B. LNA, Preamp) verstärkt und schließlich an die Empfangselektronik weitergeleitet wird. Zur Verbesserung des Signal/Rauschverhältnisses auch bei hochaufgelösten Bildern werden so genannte Hochfeldanlagen eingesetzt (1.5 T–12 T oder mehr). Wenn an ein MR Empfangssystem mehr Einzelantennen angeschlossen werden können, als Empfänger vorhanden sind, wird zwischen Empfangsantennen und Empfänger z.B. eine Schaltmatrix (auch RCCS genannt) eingebaut. Diese routet die momentan aktiven Empfangskanäle (meist die, die gerade im Field of View des Magneten liegen) auf die vorhandenen Empfänger. Dadurch ist es möglich, mehr Spulenelemente anzuschließen, als Empfänger vorhanden sind, da bei einer Ganzkörperabdeckung nur die Spulen ausgelesen werden müssen, die sich im FoV (Field of View) bzw. im Homogenitätsvolumen des Magneten befinden.
Als Lokalspulenanordnung 106 wird z.B. allgemein ein Antennensystem bezeichnet, das z.B. aus einem oder als Array-Spule aus mehreren Antennenelementen (insb. Spulenelementen) bestehen kann. Diese einzelnen Antennenelemente sind z.B. als Loopantennen (Loops), Butterfly, Flexspulen oder Sattelspulen ausgeführt. Eine Lokalspulenanordnung umfasst z.B. Spulenelemente, einen Vorverstärker, weitere Elektronik (Mantelwellensperren etc), ein Gehäuse, Auflagen und meistens ein Kabel mit Stecker, durch den sie an die MRT-Anlage angeschlossen wird. Ein anlagenseitig angebrachte Empfänger 168 filtert und digitalisiert ein von einer Lokalspule 106 z.B. per Funk etc empfangenes Signal und übergibt die Daten einer digitalen Signalverarbeitungseinrichtung die aus den durch eine Messung gewonnenen Daten meist ein Bild oder ein Spektrum ableitet und dem Nutzer z.B. zur nachfolgenden Diagnose durch ihn und/ oder Speicherung zur Verfügung stellt.
Shim-Spulen sind auch in folgenden Schriften beschrieben:

1. Christoph Juchem et al: Magnetic field homogenization of the human prefrontal cortex with a set of localized electrical coils, Journal of Magnetic Resonance Imaging, MRM, 63: 171–180, 2010
2. GH Glover et al: Mitigation of susceptibility induced signal loss in neuroimaging using localized shim coils, MRM 2005, 243–248
3. R. Cusack et al: AN evaluation of the use of passive shimming to improve .... Neuroimage 2005; 24, 82–91
4. JL Wilson et al: Utilization of an intra-oral diamagnetic passive shim in functional MRI of the inferior frontal cortex; MRM 2003, 50, 1089–1094

1–6 zeigen in seitlicher Ansicht eine auf dem Kopf und/oder Hals eines Patienten 106 (an einem Bereich / einer Position PP) positionierte erfindungsgemäße Lokalspule 106 mit einer oder mehreren lokalen Shimspulen darin.
Wie 1 zeigt, kann ein gewisser Suszeptibilitäts-Sprung z.B. in einer Problemzone P im Übergangsbereich zwischen Thorax und Nacken/Kopf eines Patienten 105 vorliegen.
Ein derartiger Suszeptibilitäts-Sprung kann z.B. verursacht werden durch räumlich inhomogene r – (oder Suszeptibilitäts- Verteilung) beim Übergang vom Thorax zum vergleichsweise schmaleren Hals-Nacken-Kopf-Bereich und/oder durch Luft im Bereich der Speiseröhre/Luftröhre eines Patienten.
Die MRT-Lokalspule 106 weist einen Innenraum A (z.B. einen nur in entgegen der z-Richtung offenen Hohlraum im Gehäuse G oder einen nur rechts + links + cranial + unten oder rechts + links + unten etc vom Gehäuse G der Lokalspule umgebenen Bereich oder Raum A) auf, in dem (A) der Kopf K (oder der Kopf K und der Hals H) eines Patienten 104 positionierbar (z.B. Position PP des Kopfes K in der Lokalspule 106 in 1) ist, z.B. indem der Patient die Lokalspule 106 etwa wie einen Helm aufsetzt oder sich auf den unteren Teil der Lokalspule legt worauf der obere Teil der Lokalspule über sein Gesicht geklappt wird etc.
2 als erste Variante einer Ausgestaltung der Erfindung schlägt eine Integration von Shim-Spulenelementen in eine (schematisch vereinfachend als Rechteck dargestellte) Kopf-Nacken-Lokalspule 106 vor. Dabei sind die Stromrichtungen, also die Richtungen, in die Strom I in lokalen Shim-Spulenelementen LS (in der Lokalspule) fließen kann und ein von lokalen Shim-Spulenelementen LS erzeugtes Feld B_LS (insb. ein statisches B0’-Feld) beispielhaft vereinfachend dargestellt.
In 2 verlaufen mehrere Leiter L1, L2 (z.B. auch mehr als zwei Leiter von denen zwei Leiter L1, L2 beispielhaft dargestellt sind) eines lokalen Shim-Spulenelements LS in der Lokalspule (etwa) in der Position des Nackenbereichs und/oder Mundbereichs und/oder (etwa/teilweise) unter (–y) einer Problemzone P eines Patienten (der die Lokalspule 105 z.B. liegend wie einen Helm aufgesetzt tragen könnte) um den Kopf K und/oder Hals H des Patienten und/oder die z-Achse herum verlaufend (in z.B. grob näherungsweise elliptischer oder ovaler oder rechteckiger Form etc).
Z.B. fließt in 2 im Leiter L1 in der dargestellten Schnittposition oberhalb des Kopfes K Strom I1 aus der Zeichnungsebene heraus entgegen der x-Richtung (symbolisiert durch einen Punkt im Leiter L1), und es fließt im Leiter L1 in der dargestellten Schnittposition unterhalb des Kopfes K Strom I1 in die Zeichnungsebene hinein in x Richtung (symbolisiert durch ein Kreuz im Leiter L1), und es fließt in 2 im Leiter L2 in der dargestellten Schnittposition oberhalb des Kopfes K Strom I2 aus der Zeichnungsebene heraus entgegen der x Richtung (symbolisiert durch einen Punkt im Leiter L2), und es fließt im Leiter L2 in der dargestellten Schnittposition unterhalb des Kopfes K Strom I2 in die Zeichnungsebene hinein in x Richtung (symbolisiert durch ein Kreuz im Leiter L2).
Dadurch ergibt sich ein vom lokalen Shim-Spulenelement LS (mit Leitern L1, L2 usw.) in der Lokalspule 105 erzeugtes Magnet-Feld B_LS, das die Problemzone P zur Optimierung von mit dem MRT erzeugbaren Bildern (hinsichtlich insb. des B0 Felds darin) kompensiert.
In 2 sind in y-Richtung gesehen die Leiter L1, L2 usw. auf gleicher Höhe (über einer Patientenliege).
3 als zweite Variante einer Ausgestaltung der Erfindung schlägt ebenfalls eine Integration von Shim-Spulenelementen in einer (schematisch vereinfachend als Rechteck dargestellte) Kopf-Nacken-Lokalspule 106 vor.
In 3 sind in y-Richtung gesehen die Leiter L1, L2 usw. auch in zueinander gleicher Höhe (über einer Patientenliege). In 3 sind Leiter L1, L2 eines lokalen Shim-Spulenelement LS der Lokalspule 105 gemeinsam in in z-Richtung gesehen unterschiedlichen Positionen relativ zur Problemzone P (Nackenbereich eines Patienten) angeordnet gezeigt, was je nach Position P1, P2 ein unterschiedliches vom lokalen Shim-Spulenelement LS der Lokalspule 105 erzeugtes Magnet-Feld B_LS bewirkt, insbesondere an unterschiedlicher Position.
Je nach Abstand (in z-Richtung) der Shim-Spulen-Mitte M (hier zwischen den voneinander entferntesten der hier zwei Leiter L1, L2) zur Problem-Zone P werden Streufelder der Shim-Spule unterschiedlich zur Kompensation der B0-Inhomogenität (aufgrund der Problemzone P) genutzt.
Es können z.B. in einer Lokalspule 105 an mehreren Positionen P1, P2, usw. die Leiter L1, L2, usw. vorgesehen sein und nur jeweils an einer oder einigen der Positionen die Leiter zur Erzeugung eines Magnet-Feld B_LS mit Strom beaufschlagt sein, um die Lokalspule an unterschiedliche Patienten anzupassen.
Spulen (bzw. deren Leiter) L1, L2 eines Shim-Spulenelements LS können sich in der Lokalspule 106 an einer Position P1, P2 anterior und/oder posterior einer Position PP für einen Patienten (Position an die Kopf und/oder Hals eines Patienten angeordnet werden soll) befinden und/oder eine Position PP für einen Patienten umgreifen.
4 als dritte Variante einer Ausgestaltung der Erfindung schlägt ebenfalls eine Integration von Shim-Spulenelementen in einer (schematisch vereinfachend als Rechteck dargestellte) Kopf-Nacken-Lokalspule 106 vor.
In 3 sind in y-Richtung gesehen die Leiter L1, L2 usw. in unterschiedlicher Höhe d1, d2 (relativ zur Problemzone P und/oder über einer Patientenliege) in der Lokalspule (z.B. in deren Gehäuse) angeordnet.
Genutzt wird zur Homogenisierung hier z.B. primär das Shim-Feld des Leiters L1 (oder der Leiter), der (die) den Strom z.B. unmittelbar neben der Problemzone P in eine Richtung leitet (leiten) und die Rückleitung erfolgt relativ weit entfernt von der Problemzone, wie hier im Leiter L2
Weitere mögliche Varianten:

– Der Shim-Strom der Lokalspule 106 kann angepasst werden durch eine Stromsteuerung in der Lokalspule und/oder durch eine Steuerung vom MRT-System 101, 117, 168 her.
– Eine Adaption des Shims kann z.B. in einem iterativen Verfahren durchgeführt werden: Shim-Strom schätzen → Strom einstellen, Homogenität messen → neue Shim-Strom-Schätzung → Prozess wiederholen.
– Mehrere räumlich verteilte lokale Shim-Spulen (in der Lokalspule) können durch Ein-/Aus-Schalten und/oder durch Steuerung des Stroms zusammen/alternativ betrieben werden, so dass sich deren Felder konstruktiv oder destruktiv überlagern z.B. lokale Shim-Spulen im Kopf und/oder Nacken und/oder in einer Wirbelsäulenspule (spine-Spule).
– Lokale Shim-Spulen für Extremitätenspulen, die in X-Richtung weit ausliegen, wie z.B. eine Schulterspule können zusätzlich vorgesehen sein.

6 zeigt ein Schaltbild einer beispielhaften (durch ein gestricheltes Rechteck angedeuteten) Stromversorgung SV einer erfindungsgemäßen Lokalspule 106.
Shim-Spulen der Lokalspule sollen hohe Ströme bei der HF-Sendefrequenz z.B. durch Mantelwellensperren MS oder Parallelresonanzfilter (mit z.B. einer Spule und einem Kondensator) unterdrücken.
Im dargestellten Beispiel fließt Strom I über die niedrigohmigen Spulen L.
Die DC-Stromquelle Q der Stromversorgung SV kann z.B. steuerbar sein.
Die DC-Quelle soll vor einer Induktion hoher Spannungsfelder durch die Gradientenfelder des MRT geschützt werden. Eine Schutzschaltung S kann z.B. als Diodenbrücke vorgesehen sein.
Ein Tiefpass mit sehr niedriger Frequenz im DC-Quellen-Netzteil (f < ca 10 Hz) kann vorgesehen sein.
Die Shim-Spulen L1, L2, LS usw. können mechanisch fest mit dem Lokalspulen (106) – Gehäuse G verbunden sein, um Lorentzkräfte der Gradientenfelder aufnehmen zu können.
Lokale-Shim Spulen können in der Lokalspule integriert werden und so lokal sehr stark begrenzte Effekte ausgleichen.
Ein möglicher Vorteil einer Ausgestaltung der Erfindung besteht in einer Integration von Shim-Spulen Elementen direkt am Ort der lokalen BO-Inhomogenität innerhalb einer Lokalspule und der technischen Realisierung der Shimspule, so dass die Shim-Spule resistent gegenüber hohen HF-Wechselfeldern und Gradientenfeldern aufgebaut und patientensicher betrieben werden kann.
4 zeigt ein erfindungsgemäßes Ausführungsbeispiel mit folgender Besonderheit:
Ein in „–x“-Richtung verlaufender (in „–x“-Richtung Strom I2 führender) Leiter L2 rechts in 4 liegt etwa oder genau unter der Nackenanformung (Nacken-Bereich P2), ein weiterer, in „x“-Richtung verlaufender (in x-Richtung Strom I1 führende) Leiter L1 liegt etwa oder genau unter dem Schulterbereich (P1), insbesondere im Bereich der Wirbelkörper namens C5/C6 eines Patienten.
Diese Anordnung ist z.B. geeignet, wenn B0-Inhomogenitäten so aussehen, dass die Feldstörung im Nackenbereich und im Schulterbereich entgegengesetzte Vorzeichen haben; diese kann mit z.B. mindestens einer Shimspule ausgeglichen werden, indem deren Hinleiter und Rückleiter (L1, L2) genau dafür genutzt werden.
Die in den Figuren schematisch gezeigten Leiter (hier auch als Leiteranordnungen bezeichnet) L1, L2 sind möglicherweise aber nicht notwendigerweise jeweils nur ein einziger Leiter (oder nur eine einzelne Leitung). Sie L1, L2 können insbesondere auch evtl. mehrere nebeneinander (z.B. parallel zueinander) verlaufende Leiter L1a, L1b, L1c, L1d bzw. L2a, L2b, L2c, L2d enthalten.
5 zeigt von einer Seite im Längsschnitt eine erfindungsgemäß ge-Shim-te Lokalspule mit Lokalspulenleiteranordnungen L1, L2, die jeweils mehrere Leiter (oder Leitungen) L1a, L1b, L1c, L1d bzw L2a, L2b, L2c, L2d aufweisen.
Der y-Abstand und evtl. auch der z-Abstand der Leiter (L1 und L2) in 5 kann variabel gestaltet sein. Dies kann z.B. durch elektrische Umschaltung verschiedener (z.B. gleichzeitig in der Lokalspule vorhandener) Leiterstrukturen oder durch verschiedene mechanische Platzierung realisiert werden. Die unterschiedlichen Abstände sind vorteilhaft zur optimalen Anpassung an die patientenindividuellen Suszeptibilitätsverhältnisse.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 10314215 B4 [0002]
US 6100695 [0002]
US 6023167 [0002]

Zitierte Nicht-Patentliteratur

http://www.satpadinc.com/photos/ [0006]
Christoph Juchem et al: Magnetic field homogenization of the human prefrontal cortex with a set of localized electrical coils, Journal of Magnetic Resonance Imaging, MRM, 63: 171–180, 2010 [0024]
GH Glover et al: Mitigation of susceptibility induced signal loss in neuroimaging using localized shim coils, MRM 2005, 243–248 [0024]
R. Cusack et al: AN evaluation of the use of passive shimming to improve .... Neuroimage 2005; 24, 82–91 [0024]
JL Wilson et al: Utilization of an intra-oral diamagnetic passive shim in functional MRI of the inferior frontal cortex; MRM 2003, 50, 1089–1094 [0024]

Claims

Lokalspule (106) für ein bildgebendes System (101), insbesondere MRT (101), dadurch gekennzeichnet, dass sie (106) eine MRT-Kopfspule (106) ist, die (106) dazu ausgebildet ist (A, L1, L2), dass der Kopf (K) eines Patienten in (A) ihr (106) positionierbar (PP) ist, und dass sie (106) mindestens eine Shim-Spule (L1, L2) aufweist.
Lokalspule nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die MRT-Lokalspule (106) dadurch dazu ausgebildet ist (A), dass der Kopf (K) eines Patienten in ihr (106) positionierbar (PP) ist, dass die MRT-Lokalspule (106) einen Innenraum (A) in ihr (106) für den Kopf (K) und/oder Hals (H) eines Patienten (104) aufweist, der (K) oder die (K und H) darin (A) positionierbar (PP) sind.
Lokalspule nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die MRT-Lokalspule (106) auf den Kopf (K) und/oder Hals (H) eines Patienten (104) aufsetzbar ist.
Lokalspule nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine oder mehrere Spulen (L1, L2) der Lokalspule (106) sich in der Lokalspule (106) an einer Position (P1, P2) anterior und/oder posterior einer Position (PP) für einen Kopf (K) und/oder Hals (H) befinden und/oder eine Position (PP) für einen Kopf (K) und/oder Hals (H) eines Patienten umgreifen.
Lokalspule nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine Shim-Spule (LS, L1, L2) im Gehäuse (G) der Lokalspule (106) angeordnet ist.
Lokalspule nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Stromversorgung (Q) und/oder eine Steuerung der Shim-Einrichtung (LS, L1, L2) im Gehäuse (G) der Lokalspule (106) angeordnet ist.
Lokalspule nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Lokalspule (106) genau eine Shim-Spule (L1) aufweist.
Lokalspule nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Lokalspule (106) zwei oder mehr als zwei Shim-Spulen (L1, L2) aufweist.
Lokalspule nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die MRT-Lokalspule (106) eine Kopf-Hals-Lokalspule für Kopf und Hals zusammen ist.
Lokalspule nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in der Lokalspule und/oder im MRT-System (SV, 101, 117, 168) eine Steuerung (SV) des Shim-Stroms (I) in Shim-Spulen (L1, L2) der Lokalspule (106) vorgesehen ist.
Lokalspule nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere räumlich verteilte lokale Shim-Spulen (L1, L2) in der Lokalspule durch Ein-/Aus-Schalten und/oder durch Steuerung des Stroms (I) in ihnen zusammen und/oder alternativ zueinander betreibbar (SV, 101, 117, 168) sind.
Lokalspule nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Stromquelle (Q) der Stromversorgung (SV) der Shimspulen der Lokalspule steuerbar ist.
Lokalspule nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Stromquelle (Q) der Stromversorgung (SV) der Shimspulen der Lokalspule eine Schutzschaltung (S) aufweist, insbesondere als Schutz vor einer Induktion hoher Spannungsfelder durch Gradientenfelder des MRT,
Lokalspule nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sie eine Diodenbrücke und/oder einen Tiefpass mit einer Frequenz im DC-Quellen-Netzteil kleiner als 10 Hz aufweist.
Lokalspule nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Shim-Spule (L1, L2) zur Erzeugung eines konstanten Magnetfeldes (B_LS) ausgebildet ist.
Lokalspule nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass Shim-Spulen (L1, L2) mechanisch fest mit dem Lokalspulen (106) – Gehäuse (G) verbunden sind.
Lokalspule nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Leiter (L1) einer Shim-Spule (L1, L2) in einem Bereich (P2) für eine Nackenanformung eines Patienten (101) angeordnet ist, und dass ein Leiter (L2) einer Shim-Spule (L1, L2) in einem Bereich (P1) für den Schulterbereich und/oder einen der Wirbelkörper, insbesondere C5 oder C6, eines Patienten (101) angeordnet ist.
Lokalspule nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sie zwei oder mehr als zwei Shim-Spulen (LS) aufweist.
Lokalspule nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sie nur eine Shim-Spule (LS) aufweist.
Lokalspule nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Shim-Spule (LS) der Lokalspule einen ersten Leiter (L1) und einen zweiten Leiter (L2) an verschiedenen Positionen (P1, P2) aufweist, in denen (L1; L2) Strom (I1, I2) in zueinander entgegen gesetzten Richtungen (סּ, x; ⊗, –x) fließt.
Lokalspule nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Shim-Spule (LS) der Lokalspule einen ersten Leiter (L1) und einen zweiten Leiter (L2) aufweist, in denen (L1; L2) zumindest in einem zur Positionierung unter einem Patienten (105) vorgesehenen Bereich (P1, P2) der Lokalspule Strom (I1, I2) in zueinander entgegen gesetzten Richtungen (סּ, x; ⊗, –x) fließt.
Lokalspule nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Leiter (L1, L2) einer Shim-Spule (LS) in der Lokalspule (105) jeweils eine Leiteranordnung (L1, L2) ist, die jeweils mehrere nebeneinander verlaufende und/oder befindliche Leitungen (L1a, L1b; L2a, L2b) aufweist.
Lokalspule nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zwei oder mehr als zwei Anordnungen von Leitern (L1, L2, L1a, L2a) in der Shim-Spule (LS) in der Lokalspule (105) vorgesehen sind, und dass der y-Abstand und/oder der z-Abstand der ersten Leiter (L1 und L2 in 3) zueinander größer oder kleiner als der y-Abstand und/oder der z-Abstand der zweiten Leiter (L1 (a) und L2 (a) in 3) zueinander ist.
Lokalspule nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Umschaltvorrichtung (SV; 168; 117) zur elektrischen (I1, I2) Einschaltung verschiedener in der Lokalspule vorhandener Leiterstrukturen (L1, L2; L1 (a), L2 (a) in 3) vorgesehen ist, durch welche Umschaltvorrichtung (SV; 168; 117) nur die ersten Leiter (L1 und L2 in 3) zum Shimmen eingeschaltet (I1, I2) sind oder nur die zweiten Leiter (L1 (a) und L2 (a) in 3) zum Shimmen eingeschaltet (I1, I2) sind, oder die ersten Leiter (L1 und L2 in 3) und die zweiten Leiter (L1 (a) und L2 (a) in 3) zum Shimmen eingeschaltet (I1, I2) sind.