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Die Erfindung betrifft eine Sendeanordnung für einen Tomographen, aufweisend mindestens einen ersten Bereich mit mindestens einem ersten Antennenelement und mindestens einen zweiten Bereich mit mindestens einem zweiten Antennenelement. Die Erfindung kann beispielsweise in der Magnetresonanztomographie eingesetzt werden, insbesondere auch zur drahtlosen Energieversorgung von Lokalspulensystemen.
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Zur Untersuchung in einem Tomographen wird typischerweise ein Patient auf einer Liege in einem zylindrischen Messraum des Tomographen positioniert. In dem Messraum wird ein starkes Magnetfeld angelegt, das aufgrund der Ansteuerung einer Mehrzahl von Gradientenspulen einen Gradienten aufweist. Durch das Magnetfeld wird der Kernspin von Atomen ausgerichtet. Innerhalb des Tomographen befindet sich eine Sendeantennenanordnung, meist eine Ganzkörper-Sendeantennenanordnung, beispielsweise eine Birdcage-Antenne, zum Abgeben von Magnetresonanz-Hochfrequenzpulsen, um die Atome anzuregen. Dazu wird die Birdcage-Antenne mit einer MR-Anregungsfrequenz betrieben.
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Zum Empfang der Magnetresonanzsignale (MR-Signale) von den Atomen werden bei einer Magnetresonanzuntersuchung meist Lokalspulen eingesetzt, um die Impulse bei der Relaxation der Kernspins zu empfangen. Unterschiedliche Materialien weisen unterschiedliches Relaxationsverhalten auf, so dass aufgrund des Relaxationsverhaltens ein Rückschluss auf das Innere des Körpers des Patienten getroffen werden kann. Die Lokalspulen sind oft in Baugruppen (im Folgenden "Lokalspulensysteme" genannt) zusammengefasst, und weisen jeweils Empfangsantennenelemente, meist in Form von Leiterschleifen, auf. Die empfangenen MR-Signale werden in der Regel noch in der Lokalspule vorverstärkt und aus dem zentralen Bereich der Magnetresonanzanlage über Kabel ausgeleitet und einem geschirmten Empfänger einer MR-Signalverarbeitungseinrichtung zugeführt. In dieser werden dann die empfangenen Daten digitalisiert und weiterverarbeitet. Bei vielen Untersuchungen wird bereits eine Vielzahl solcher Lokalspulen am Patienten angeordnet, um ganze Bereiche des Körpers des Patienten abzudecken.
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Die Funktionsweise von Magnetresonanzsystemen ist dem Fachmann allgemein bekannt und z. B. in
"Imaging Systems for Medical Diagnostics", Arnulf Oppelt, Publicis Corporate Publishing, ISBN 3-89578-226-2 beschrieben.
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Zur Vorverarbeitung der MR-Signale, beispielsweise zur Vorverstärkung und gegebenenfalls Digitalisierung und Kodierung, in dem Lokalspulensystem wird Energie benötigt. Die Energieversorgung kann beispielsweise mittels eines Kabels erfolgen, was aber unerwünscht ist, da das Kabel nicht einfach vom Patiententisch zur Auswerteeinrichtung geführt werden kann, vom Personal und Patient als störend empfunden wird und der Patiententisch mit dem Patienten und der Lokalspulenmatte bewegt wird und folglich das Kabel lose geführt werden muss.
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Die Energieversorgung kann aber auch drahtlos über Funk mit einer linear polarisierten Energie-Sendeantenne in der Liege und einer mit der elektronischen Schaltung gekoppelten Energie-Empfangsantenne erfolgen. Hierzu muss jedoch eine aufwändig ausgestaltete Liege bereitgestellt werden. Des Weiteren liefert eine solche Antenne nur in einer Position der Energie-Empfangsantennen maximale Leistung.
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Es ist auch bekannt, die Energieversorgung über Funk mit einer Energie-Sendeantenne als zusätzlichem Einschub für den Magnetresonanztomographen und einer mit der elektronischen Schaltung gekoppelten passenden Energie-Empfangsantenne durchzuführen. Jedoch ist eine solche Anordnung beispielsweise deshalb nachteilig, da sie den Innenradius des Magnetresonanzgraphen verkleinert.
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Beispielsweise offenbart
DE 10 2011 076 918 A1 ein Lokalspulensystem, eine Sendeeinrichtung, ein Magnetresonanzsystem und ein Verfahren zur drahtlosen Energieübertragung zu einem Lokalspulensystem. Das Lokalspulensystem ist für ein Magnetresonanzsystem zum Erfassen von MR-Signalen mit einer Energieempfangsantenne vorgesehen, und zwar zum induktiven Empfang von Energie für das Lokalspulensystem aus einem sich zeitlich ändernden Magnetfeld, wobei die Energieempfangsantenne auf eine Energieübertragungsfrequenz abstimmbar oder abgestimmt ist, die niedriger als eine MR-Anregungs- oder Larmor-Frequenz der zu erfassenden MR-Signale und höher als etwa 20 kHz ist. Die Sendeeinrichtung ist für ein Magnetresonanzsystem vorgesehen und ist dazu ausgebildet, Energie zu einem Lokalspulensystem zu senden, und zwar mit einer Energiesendeantenne, die ein sich zeitlich änderndes Magnetfeld mit einer vorbestimmten Energieübertragungsfrequenz abgibt, und einer Oszillatoreinrichtung, die mit der Energiesendeantenne gekoppelt ist und ein Signal zum Ansteuern der Energiesendeantenne erzeugt, das eine Energieübertragungsfrequenz aufweist, die niedriger als eine Larmor-Frequenz von mittels des Lokalspulensystems zu erfassenden MR-Signalen und höher als etwa 20 kHz ist. Die Energiesendeantenne kann integral mit der Ganzkörperspule oder um die Ganzkörperspule ausgebildet sein. ist. Hierbei ist es von Nachteil, dass die Sendeeinrichtung entweder vergleichsweise voluminös ist oder eine aufwändige Anregungsschaltung benötigt.
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Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, die vorstehend genannten Nachteile zu vermeiden und insbesondere eine verbesserte Möglichkeit zur drahtlosen Energieeinspeisung in einen Messraum eines Tomographen ohne Verringerung dessen Innenradius bereitzustellen, insbesondere zum drahtlosen Betreiben eines Lokalspulensystems. Insbesondere wird angestrebt, eine kompakte Möglichkeit zum drahtlosen Energieübertrag in einen Messraum eines Tomographen bereitzustellen, bei der sich eine Erzeugung der Energieübertragungssignale und eine Erzeugung der MR-Anregungssignale gegenseitig nicht oder nur geringfügig beeinflussen.
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Diese Aufgabe wird gemäß den Merkmalen der unabhängigen Ansprüche gelöst. Bevorzugte Ausführungsformen sind insbesondere den abhängigen Ansprüchen entnehmbar.
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Die Aufgabe wird gelöst durch eine Sendeanordnung für einen Tomographen, aufweisend mindestens einen ersten Bereich mit mindestens einem ersten Antennenelement und mindestens einen zweiten Bereich mit mindestens einem zweiten Antennenelement, wobei der mindestens eine erste Bereich und der mindestens eine zweite Bereich über mindestens einen Sperrkreis miteinander verbunden sind.
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Diese Sendeanordnung weist den Vorteil auf, dass der mindestens eine erste Bereich und der mindestens eine zweite Bereich mechanisch zusammenhängen können und dadurch die Sendeanordnung kompakt aufbaubar ist. Durch den mindestens einen Sperrkreis wird vorteilhafterweise verhindert, dass zumindest eine Betriebsfrequenz eines angeregten Bereichs den nicht dafür vorgesehenen anderen Bereich anregt. So ist gewährleistet, dass eine Beeinflussung der Erzeugung des Energieübertragungssignals und des MR-Anregungssignals unterdrückt wird.
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Es ist eine Weiterbildung, dass der Tomograph ein Magnetresonanztomograph oder Kernspintomograph ist. Jedoch ist die Erfindung nicht darauf beschränkt, und der Tomograph mag z.B. auch ein Positronen-Emissions-Tomograph sein.
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Es ist noch eine Weiterbildung, dass die Antennenelemente längliche oder stabförmige Antennenlängselemente sind. Diese sind besonders gut dazu geeignet, ein homogenes Magnetfeld in einem zylindrischen Messraum bereitzustellen.
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Es ist zudem eine Weiterbildung, dass der Sperrkreis als ein Parallelresonanzkreis ausgebildet ist.
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Es ist zudem eine Weiterbildung, dass der Sperrkreis zur Überbrückung einer – insbesondere jeweiligen – Verstimmschaltung auf dem (insbesondere als MR-Antenne dienenden) ersten Bereich vorgesehen ist. Der Sperrkreis kann dazu insbesondere als ein Parallelresonanzkreis für den ersten Bereich und als eine Reihenschaltung für den zweiten Bereich ausgebildet sein.
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Der Sperrkreis zur Überbrückung der Verstimmschaltung ist beispielsweise ausgeführt als eine Parallelschaltung aus einer Induktivität und einer Kapazität, wobei zu dieser Parallelschaltung eine Kapazität in Reihe geschaltet ist. Bei der Kapazität handelt es sich vorzugsweise um mindestens einen Kondensator und bei der Induktivität handelt es sich vorzugsweise um eine Spule, z.B. eine Drossel.
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Die Verstimmschaltung mag insbesondere der Abstimmeinrichtung entsprechen.
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Es ist noch eine Ausgestaltung, dass der erste Bereich dazu vorgesehen ist, mit einer ersten Betriebsfrequenz betrieben zu werden, der zweite Bereich dazu vorgesehen ist, mit einer zweiten Betriebsfrequenz betrieben zu werden und der Sperrkreis ein Sperrkreis für die erste Betriebsfrequenz ist. Dadurch kann insbesondere verhindert werden, dass der zweite Bereich durch die erste Betriebsfrequenz anregbar oder störbar ist.
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Die erste Betriebsfrequenz mag beispielsweise eine Anregungsfrequenz zum Anregen eines Kernspins (im Folgenden ohne Beschränkung der Allgemeinheit als "MR-Anregungsfrequenz" bezeichnet) sein. Die MR-Anregungsfrequenz mag z.B. höher als 50 MHz sein. Der mindestens eine erste Bereich mag dann auch als MR-Anregungsantenne angesehen werden.
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Der Sperrkreis zur Trennung der Bereiche ist beispielsweise ausgeführt als eine Parallelschaltung aus einer Induktivität und einer Kapazität. Bei der Kapazität handelt es sich vorzugsweise um mindestens einen Kondensator und bei der Induktivität handelt es sich vorzugsweise um eine Spule, z.B. eine Drossel.
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Die zweite Betriebsfrequenz mag beispielsweise eine Energieeinspeisungsfrequenz sein, insbesondere um ein Lokalspulensystem mit Energie zu versorgen. Die Energieeinspeisungsfrequenz mag beispielsweise zwischen 1 MHz und 10 MHz, bevorzugt zwischen 4 und 6 MHz liegen. Der mindestens eine zweite Bereich mag dann zumindest einen Teil einer Energieeinspeisungsfrequenz-Antenne darstellen.
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Es ist eine Weiterbildung, dass der mindestens eine erste Bereich und der mindestens eine zweite Bereich über mindestens einen Sperrkreis nur für die erste Betriebsfrequenz miteinander verbunden sind. Dadurch kann ein Sperrkreis für die zweite Betriebsfrequenz eingespart werden. Der Übergang zwischen einem ersten Bereich und einem zweiten Bereich ist dann für die zweite Betriebsfrequenz durchlässig. Dies mag beispielsweise dann vorteilhaft sein, wenn eine Anregbarkeit des zweiten Bereichs durch die erste Betriebsfrequenz gering, insbesondere praktisch vernachlässigbar ist. Ein weiterer Vorteil mag sich daraus ergeben, dass zumindest auch ein Teil des ersten Bereichs zusammen mit dem mindestens einen zweiten Bereich als Antenne für die zweite Betriebsfrequenz (z.B. als eine Energieeinspeisungsfrequenz-Antenne) nutzbar ist.
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Es ist noch eine Weiterbildung, dass die Verstimmschaltung(en) des ersten Bereichs mittels eines – insbesondere jeweiligen – Sperrkreises überbrückt wird bzw. werden, der die erste Betriebsfrequenz sperrt und für die zweite Betriebsfrequenz durchlässig ist.
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Es ist noch eine Ausgestaltung, dass der erste Bereich mehrere erste Antennenelemente aufweist, welche über Abstimmeinrichtungen miteinander verbunden sind, dass die Abstimmeinrichtungen für die zweite Betriebsfrequenz hochohmig sind und dass an den ersten Bereich beidseitig jeweils ein zweiter Bereich so anschließt, dass zweite Antennenelemente der beiden zweiten Bereiche über jeweils ein erstes Antennenelement des ersten Bereichs miteinander verbunden sind, wobei der Sperrkreis für die zweite Betriebsfrequenz durchlässig ist. Die Abstimmeinrichtungen werden zur Abstimmung des ersten Bereichs verwendet. Diese Ausgestaltung weist den Vorteil auf, dass die beiden zweiten Bereiche für die zweite Betriebsfrequenz über die damit verbundenen ersten Antennenelemente zusammenhängen und diese Elemente eine einzige Antenne bilden können. Diese eine Antenne wird durch die zweite Betriebsfrequenz angeregt. Dadurch wird eine Anregung der Antenne, und damit beider zweiter Bereiche, auch bei Einspeisung der zweiten Betriebsfrequenz in nur einen der zweiten Bereiche ermöglicht. Zudem kann durch die Einbeziehung ausgewählter erster Antennenelemente in diese Antenne ein besonders homogenes zirkulares Feld erzeugt werden, und zwar auch zwischen den beiden beidseitig angeordneten zweiten Bereichen. Durch die für die zweite Betriebsfrequenz hochohmigen Abstimmeinrichtungen wird jedoch verhindert, dass auch andere erste Antennenelemente mittels der ersten Anregungsfrequenz angeregt werden. So kann eine Beeinflussung der ersten Antennenelemente durch die erste Anregungsfrequenz gering gehalten werden. Auf eigenständige Sperrkreise für die zweite Betriebsfrequenz kann ebenfalls dabei verzichtet werden.
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Es ist eine Weiterbildung, dass die erste Betriebsfrequenz stets größer als die zweite Betriebsfrequenz ist. Insbesondere dann können die Abstimmeinrichtungen auch als Hochpassfilter arbeiten.
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Eine Abstimmeinrichtung mag beispielsweise einen Abgleich- oder Abstimmkondensator bzw. Varaktor- oder Kapazitätsdiode aufweisen.
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Es ist eine alternative Weiterbildung, dass die Abstimmeinrichtungen zwischen den ersten Antennenelementen für die zweite Betriebsfrequenz nicht hochohmig, sondern niederohmig sind. Dann ist es zur Verhinderung einer Anregung aller erster Antennenelemente durch die zweite Betriebsfrequenz vorteilhaft, wenn zumindest zwischen denjenigen ersten Antennenelementen, die mit einem zweiten Antennenelement verbunden sind, und den dazu benachbarten ersten Antennenelementen mindestens ein Sperrkreis für die zweite Betriebsfrequenz vorhanden ist.
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Es ist noch eine weitere Ausgestaltung, dass der mindestens eine erste Bereich als eine erste Bodycoil-Anordnung mit parallel angeordneten ersten Antennenelementen ausgebildet ist, wobei benachbarte erste Antennenelemente jeweils durch mindestens zwei Abstimmeinrichtungen miteinander verbunden sind, und der mindestens eine zweite Bereich als zwei zweite Bodycoil-Anordnungen mit jeweils parallel angeordneten zweiten Antennenelementen ausgebildet ist, wobei benachbarte zweite Antennenelemente eines zweiten Bereichs einerseits durch ein Verbindungselement miteinander verbunden sind und andererseits über mindestens zwei erste Antennenelemente des ersten Bereichs miteinander verbunden sind. Dies gibt den Vorteil, dass der zweite Bereich auf einfache Weise ein größeres Sichtfeld ("Field of View"; FOV) für die zweite Anregungsenergie bereitstellt als der erste Bereich für die erste Betriebsfrequenz. Beispielsweise für den Fall, dass die erste Betriebsfrequenz eine MR-Anregungsfrequenz ist und die zweite Betriebsfrequenz eine Energieeinspeisungsfrequenz ist, mag so ein enges Sichtfeld des MR-Anregungsfelds erreicht werden, was z.B. eine Gradientenmehrdeutigkeit und die spezifische Absorptionsrate (SAR) gering hält. Durch das größere Sichtfeld der für die Energieanregung genutzten Antenne, welche insbesondere die beiden zweiten Bereiche sowie die diese verbindenden ersten Antennenelemente funktional umfasst, kann dann eine ausreichende Energieeinspeisung auch von am Rand des Sichtfelds des MR-Anregungsfelds positionierten Lokalspulen sichergestellt werden.
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Unter einer Bodycoil-Anordnung kann insbesondere auch eine Anordnung verstanden werden, bei der die Antennenelemente ringförmig angeordnet sind. Falls die Antennenelemente Antennenlängselemente sind, können diese insbesondere zylinderförmig angeordnet sein, z.B. parallel und gleich beabstandet zu einer zentralen Längsachse. Die Antennenelemente können auch als parallel zueinander und auf einer Mantelfläche eines Zylinders liegend angesehen werden, insbesondere unter Äquidistanz benachbarter Antennenelemente.
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Es ist noch eine Weiterbildung, dass die ersten und zweiten Bereiche eine zylinderförmige Grundform mit gleichem Durchmesser aufweisen können. Die gesamte Sendeanordnung kann dann ebenfalls eine zylinderförmige Grundform aufweisen.
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Es ist ferner eine Ausgestaltung, dass die Sendeanordnung eine zylinderförmige Grundform aufweist, wobei die beiden zweiten Bereiche sich stirnflächig an den ersten Bereich anschließen. Dadurch lässt sich auf besonders einfache Weise eine doppelresonante Sendeantenne mit unterschiedlich großen Sichtfeldern bereitstellen.
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Es ist eine Weiterbildung, dass das Verbindungselement dazu eingerichtet ist, zumindest die zweite Betriebsfrequenz zumindest teilweise zu leiten. Das Verbindungselement kann z.B. ein Stab der Bodycoilantenne sein.
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Es ist eine zur stärkeren Unterdrückung der ersten Betriebsfrequenz in einem zweiten Bereich bevorzugte Ausgestaltung, dass das Verbindungselement mit den zweiten Antennenelementen über Sperrkreise für die erste Betriebsfrequenz verbunden ist.
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Es ist auch eine zur stärkeren Unterdrückung der ersten Betriebsfrequenz in einem zweiten Bereich bevorzugte Ausgestaltung, dass das Verbindungselement zwischen benachbarten zweiten Antennenelementen einen Sperrkreis für die erste Betriebsfrequenz aufweist.
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Es ist auch eine Ausgestaltung, dass die Sendeanordnung mehrere Einspeisungspunkte aufweist, mindestens umfassend: einen ersten Einspeisungspunkt an dem zweiten Bereich, einen zweiten Einspeisungspunkt an dem ersten Bereich, einen dritten Einspeisungspunkt an dem zweiten Bereich und einen vierten Einspeisungspunkt an dem ersten Bereich, wobei die Einspeisungspunkte des jeweiligen Bereichs um 90° zueinander versetzt ist, hier also der erste Einspeisungspunkt und der zweite Einspeisungspunkt bzw. der dritte Einspeisungspunkt und der vierte Einspeisungspunkt.
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Unter einer versetzten Anordnung kann insbesondere eine in einer Umfangsrichtung um eine Längserstreckung winkelversetzte Anordnung verstanden werden.
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Es ist außerdem eine Ausgestaltung, dass sich der erste Einspeisungspunkt und der dritte Einspeisungspunkt zwischen mindestens einem, insbesondere zwischen zwei, zweiten Antennenelementen, des zweiten Bereichs befinden.
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Es ist eine Weiterbildung, dass sich der zweite und vierte Einspeisungspunkt zwischen mindestens einem, insbesondere zwischen zwei, ersten Antennenelementen, insbesondere Antennenlängselementen, des zweiten Bereichs befindet.
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Es ist zudem eine Weiterbildung, dass sich der zweite und vierte Einspeisungspunkt gegenüber dem ersten Einspeisungspunkt bzw. dritten Einspeisungspunkt befinden, nicht zueinander winkelversetzt sind.
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Es ist zudem eine Weiterbildung, dass sich der zweite und vierte Einspeisungspunkt nicht gegenüber dem ersten bzw. dritten Einspeisungspunkt befinden, also zueinander winkelversetzt sind.
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Es ist noch eine Ausgestaltung, dass die Zahl parallel angeordneter zweiter Antennenelemente eines zweiten Bereichs kleiner ist als die Zahl parallel angeordneter erster Antennenelemente eines ersten Bereichs. Jedoch kann grundsätzlich die Zahl der Antennenelemente auch gleich sein. Ferner mag die Zahl parallel angeordneter zweiter Antennenelemente eines zweiten Bereichs größer ist als die Zahl parallel angeordneter erster Antennenelemente eines ersten Bereichs
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Die Erfindung wird auch gelöst durch einen Tomographen, insbesondere Magnetresonanztomographen, mit mindestens einer solchen Sendeanordnung.
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Die oben beschriebenen Eigenschaften, Merkmale und Vorteile dieser Erfindung sowie die Art und Weise, wie diese erreicht werden, werden klarer und deutlicher verständlich im Zusammenhang mit der folgenden schematischen Beschreibung eines Ausführungsbeispiels, das im Zusammenhang mit der Zeichnung näher erläutert wird. Dabei können zur Übersichtlichkeit gleiche oder gleich wirkende Elemente mit gleichen Bezugszeichen versehen sein.
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Dazu zeigt die Figur eine Sendeanordnung 101 für einen Magnetresonanztomographen T. Die Sendeanordnung kann auch als Sendeantenne bezeichnet werden. Die Sendeanordnung 101 weist drei Bereiche auf, nämlich einen mittleren ersten Bereich 102 mit zylindrischer Grundform und daran stirnseitig anschließend einen zweiten Bereich 103 und einen zweiten Bereich 104. Die beiden zweiten Bereiche 103, 104 sind ebenfalls von zylindrischer Grundform und weisen den gleichen Durchmesser auf wie der erste Bereich 102. Dadurch weist auch die Sendeantenne 101 als Ganzes eine Zylinderform auf, deren Längsachse hier der z-Achse z entspricht. Die beiden zweiten Bereiche 103, 104 weisen ferner einen zu der Längsachse z spiegelsymmetrischen Grundaufbau auf.
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Der erste Bereich 102 weist zweiunddreißig lineare oder stabförmige Antennenelemente auf, die im Folgenden als erste Antennenlängselemente 105 bezeichnet werden. Die ersten Antennenlängselemente 105 sind parallel zueinander und parallel zu der Längsachse z ausgerichtet. Die ersten Antennenlängselemente 105 sind hier insbesondere in Umfangsrichtung um die Längsachse z äquidistant winkelversetzt und weisen daher den gleichen Abstand zu der Längsachse z auf. Diese Anordnung der ersten Antennenlängselemente kann auch als "Bodycoil-Anordnung" oder "Birdcage-Anordnung" bezeichnet werden.
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Die ersten Antennenlängselemente 105 weisen ferner an beiden Enden verbreiterte Anschlussbereiche 106 auf. Benachbarte erste Antennenlängselemente 105 sind an ihren Anschlussbereichen 106 über Abstimmeinrichtungen, z.B. in Form eines Abstimmkondensators 107, miteinander verbunden.
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Die beiden zweiten Bereiche 103 und 104 weisen jeweils acht lineare oder stabförmige Antennenelemente auf, die im Folgenden als zweite Antennenlängselemente 108 bezeichnet werden. Auch die zweiten Antennenlängselemente 108 sind parallel zueinander und parallel zu der Längsachse z ausgerichtet. Die zweiten Antennenlängselemente 108 sind ebenfalls in Umfangsrichtung um die Längsachse z äquidistant winkelversetzt und weisen daher den gleichen Abstand zu der Längsachse z auf. Dass die Bereiche 102, 103 und 104 den gleichen Durchmesser aufweisen, bedeutet dann, dass die ersten Antennenlängselemente 105 und die zweiten Antennenlängselemente 108 den gleichen Abstand von der Längsachse z aufweisen. Diese Anordnung der zweiten Antennenlängselemente entspricht ebenfalls einer "Bodycoil-Anordnung" oder "Birdcage-Anordnung".
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Insbesondere sind zweite Antennenlängselemente 108 der zweiten Bereiche 103 und 104, die sich bezüglich entlang der Längsachse z gegenüber liegen (und also auf einer gleichen, zur Längsachse z parallelen Achse liegen) durch jeweils ein erstes Antennenlängselement 105, 105a miteinander verbunden. Diese Verbindung geschieht nicht direkt, sondern über jeweilige Sperrkreise 109 zwischen den zweiten Antennenlängselementen 108 und dem damit verbundenen ersten Antennenlängselement 105, 105a.
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An ihrem dem ersten Antennenlängselement 105, 105a entgegengesetzten Ende sind die zweiten Antennenlängselemente 108 der zweiten Bereiche 103, 104 über einen jeweiligen Endring 110 miteinander verbunden.
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Die Abstimmkondensatoren 107 sind so ausgelegt, dass sie für eine zweite Betriebsfrequenz der zweiten Bereiche 103 und 104 (die im Folgenden als "Energieeinspeisungsfrequenz" bezeichnet wird) hochohmig sind. Die Abstimmkondensatoren 107 verhindern dadurch eine Einspeisung der Energieeinspeisungsfrequenz in die nicht mit den zweiten Antennenlängselementen 108 verbundenen ersten Antennenlängselemente 105, 105b oder verringern eine Einspeisung zumindest auf ein praktisch geringes oder vernachlässigbares Maß.
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Die Sperrkreise 109 hingegen sperren eine erste Betriebsfrequenz des ersten Bereichs 102 (die im Folgenden als "MR-Anregungsfrequenz" bezeichnet wird), so dass diese MR-Anregungsfrequenz nicht oder nur in einem praktisch vernachlässigbaren Maß in die zweiten Antennenlängselemente 108 eingespeist wird. Die Sperrkreise 109 sind insbesondere als Parallelresonanzkreise ausgebildet. Die Sperrkreise 109 können insbesondere zur Überbrückung einer (insbesondere jeweiligen) Verstimmschaltung (o. Abb.) an dem ersten Bereich (102) vorgesehen sein.
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Insgesamt ergibt sich so eine doppelresonante Sendeanordnung 101 in Bodycoil-Anordnung. Der erste Bereich 102 kann beispielsweise mit der MR-Frequenz betrieben werden, z.B. um in dem ersten Bereich 102 befindliche Körper zur Kernspinresonanz anzuregen. Die zweiten Bereiche 103 und 104 werden hingegen nicht oder nicht wesentlich von dem MR-Anregungsbetrieb des ersten Bereichs 102 beeinflusst.
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Zur drahtlosen Energieeinspeisung in Lokalspulen oder Lokalspulensysteme (wie z.B. in
DE 10 2011 076 918 A1 beschrieben) werden hingegen die über die ersten Antennenlängselemente
105a miteinander verbundenen zweiten Bereiche
103 und
104 verwendet. Die zweiten Bereiche
103 und
104 können also zusammen mit den ersten Antennenlängselementen
105a eine Energieeinspeisungs-Antenne
103,
104,
105a in Bodycoil- oder Birdcage-Form bilden, welche bei der Energieeinspeisungsfrequenz betreibbar ist. Die Energieeinspeisungsfrequenz ist geringer als die MR-Anregungsfrequenz und liegt hier zwischen 1 MHz und 10 MHz. Die MR-Frequenz ist hier hingegen höher als 50 MHz.
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Um die Störwirkung der MR-Anregungsfrequenz auf die Energieeinspeisungs-Antenne 103, 104, 105a noch weiter zu reduzieren, können beispielsweise die Endringe 110 der zweiten Bereiche 103 und 104 über zusätzliche Sperrkreise 114 für die MR-Anregungsfrequenz mit den zugehörigen zweiten Antennenelementen 108 verbunden sein.
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Die Endringe 110 weisen hier mehrere ringsektorförmige Abschnitte 115 auf, welche durch Sperrkreise 116 für die MR-Anregungsfrequenz so miteinander verbunden sind, dass benachbarte zweite Antennenelemente 108 über einen solchen Sperrkreis 116 miteinander verbunden sind. Der Endring 110 weist dann zwischen benachbarten zweiten Antennenelementen 108 einen Sperrkreis 116 für die MR-Anregungsfrequenz auf.
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Diese Energieeinspeisungs-Antenne 103, 104, 105a weist unter anderem den Vorteil auf, dass die Energieeinspeisungsfrequenz nur an einem der zweiten Bereiche 103 oder 104 eingespeist zu werden braucht. Dies ist hier beispielhaft durch einen ersten Einspeisungspunkt 111 und einen dritten Einspeisungspunkt 113 an dem Endring 110 des ersten Bereichs 103 angedeutet. Der dritte Einspeisungspunkt 113 befindet sich zu dem ersten Einspeisungspunkt 111 um 90° um die Längsachse z winkelversetzt. Der erste Einspeisungspunkt 111 und der dritte Einspeisungspunkt 113 sind dadurch durch zwei ringsektorförmige Abschnitte 115 des gemeinsamen Endrings 110 voneinander getrennt. Die Energieeinspeisungs-Antenne 103, 104, 105a lässt sich durch Anlegen der Energieeinspeisungsfrequenz an die ersten Einspeisungspunkt 111 und den dritten Einspeisungspunkt 113 betreiben.
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Ein zweiter Einspeisungspunkt 112 und ein vierter Einspeisungspunkt 114 befinden sich zwischen zwei jeweiligen ersten Antennenlängselementen 105b des ersten Bereichs 102, und zwar in Bezug auf die Längsachse z gegenüberliegend zu dem ersten Einspeisungspunkt 111 bzw. zu dem dritten Einspeisungspunkt 113. Der zweite Einspeisungspunkt 112 und der vierte Einspeisungspunkt 114 sind also ebenfalls um 90° um die Längsachse z winkelversetzt. Der als MR-Antenne dienende erste Bereich 102 kann durch Anlegen der MR-Anregungsfrequenz an die zweiten Einspeisungspunkt 112 und den vierten Einspeisungspunkt 117 betrieben werden.
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Da die Sperrkreise 109 für die MR-Anregungsfrequenz, aber nicht für die Energieeinspeisungsfrequenz sperrend ausgelegt sind, fließen entsprechende Anregungsströme auch durch die ersten Antennenlängselemente 105a und durch den gegenüberliegenden zweiten Bereich 104. Da andererseits aber die Abstimmkondensatoren 107 für die Energieeinspeisungsfrequenz hochohmig ausgelegt sind, werden die anderen Antennenlängselemente 105b nicht oder nicht signifikant durch die Energieeinspeisungsfrequenz angeregt. Der erste Bereich 102 ist also von der Energieeinspeisungsfrequenz praktisch entkoppelt, ohne dass dazu eigene Sperrkreise notwendig wären. Der erste Bereich 102 kann somit praktisch ohne Störung durch die Energieeinspeisungsfrequenz als MR-Antenne zum Aussenden von Anregungssignalen zur Erzeugung von Kernspinanregungen dienen.
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Die Sendeanordnung 101 weist auch den Vorteil auf, dass der als MR-Antenne dienende erste Bereich 102 ein vergleichsweise schmales Sichtfeld (auch als "Field of View", FOV, bezeichnet) aufweist, was Signalmehrdeutigkeiten (z.B. in Bezug auf einen Gradienten) und ein SAR gering hält. Die Energieeinspeisungs-Antenne 103, 104, 105a hingegen weist ein breiteres Sichtfeld auf, wodurch auch an einem Rand des Sichtfelds des ersten Bereichs 102 positionierte Lokalspulen sicher mit Energie versorgt werden können. Insbesondere mögen auch solche randseitig positionierten Lokalspulen durch ein homogen vorhandenes Energieeinspeisungsfeld betrieben werden.
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Obwohl die Erfindung im Detail durch das mindestens eine gezeigte Ausführungsbeispiel näher illustriert und beschrieben wurde, so ist die Erfindung nicht darauf eingeschränkt und andere Variationen können vom Fachmann hieraus abgeleitet werden, ohne den Schutzumfang der Erfindung zu verlassen.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102011076918 A1 [0008, 0054]
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Zitierte Nicht-Patentliteratur
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- "Imaging Systems for Medical Diagnostics”, Arnulf Oppelt, Publicis Corporate Publishing, ISBN 3-89578-226-2 [0004]