用于接收磁共振信號(hào)的天線設(shè)備的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種用于在借助磁共振儀器(2)的磁共振成像中接收檢查對(duì)象(P)的磁共振信號(hào)的天線設(shè)備(1)，其包括：配備多個(gè)導(dǎo)電導(dǎo)體環(huán)(4,4’)的共振器(3)，所述導(dǎo)體環(huán)分別通過(guò)若干電絕緣的切口(5,5’,5”,5”’)斷開(kāi)。此外天線設(shè)備(1)包括用于承載導(dǎo)體環(huán)(4,4’)的支承基體(6)以及配備若干屏蔽設(shè)備(8)的電纜連接設(shè)備(7)，其中所述屏蔽設(shè)備(8)中的至少一個(gè)具有連接在至少一個(gè)導(dǎo)體環(huán)(4’)的虛地(VM)上的導(dǎo)電連接件(9)。此外本發(fā)明涉及一種具有這種天線設(shè)備的天線陣列設(shè)備以及一種用于磁共振成像的磁共振系統(tǒng)和一種用于在借助磁共振儀器(2)的磁共振成像中接收檢查對(duì)象(P)的磁共振信號(hào)的方法。
【專利說(shuō)明】用于接收磁共振信號(hào)的天線設(shè)備

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種用于在借助磁共振儀器磁共振成像中接收檢查對(duì)象的磁共振信號(hào)的天線設(shè)備。此外本發(fā)明涉及一種具有這種天線設(shè)備的天線陣列設(shè)備以及一種用于磁共振成像的磁共振系統(tǒng)和一種用于在借助磁共振儀器磁共振成像中接收檢查對(duì)象的磁共振信號(hào)的方法。

【背景技術(shù)】
[0002]當(dāng)今醫(yī)療技術(shù)的成像系統(tǒng)在檢查患者時(shí)扮演了重要的角色。由成像系統(tǒng)產(chǎn)生的患者的內(nèi)部器官和結(jié)構(gòu)的圖像被用于診斷疾病原因、用于計(jì)劃手術(shù)、用于實(shí)施手術(shù)過(guò)程中或也可以用于預(yù)備醫(yī)療措施。用于這種成像系統(tǒng)的例如是超聲波系統(tǒng)、X射線計(jì)算機(jī)輔助斷層成像系統(tǒng)(CT)、正電子發(fā)射計(jì)算機(jī)斷層成像系統(tǒng)(PET)、單光子發(fā)射計(jì)算機(jī)斷層成像系統(tǒng)(SPECT)或磁共振系統(tǒng)(MR)。
[0003]在最后敘述的磁共振系統(tǒng)中在磁共振檢查時(shí)大多使用所謂的局部線圈(“l(fā)ocalcoils”)接收檢查對(duì)象的磁共振信號(hào)。這種局部線圈指的是磁共振接收天線組件，其包含大多是導(dǎo)體線圈形式的磁共振天線元件。這種局部線圈在檢查時(shí)相對(duì)較近地靠近體表并盡可能直接設(shè)置在患者待檢查的器官或肢體處。相對(duì)于較大的、遠(yuǎn)離患者設(shè)置的天線(其通常用于產(chǎn)生患者的完整剖面圖)，這種局部線圈的優(yōu)點(diǎn)在于，其可以更靠近關(guān)注的區(qū)域地布置。由此可以降低由在患者體內(nèi)的電損失引起的噪音分量，這致使局部線圈的所謂的信噪比在原理上優(yōu)于較遠(yuǎn)的天線。
[0004]由磁共振天線元件接收的磁共振信號(hào)通常還可以在局部線圈中被預(yù)加強(qiáng)并且從磁共振設(shè)備的中心區(qū)域通過(guò)電纜導(dǎo)出并且輸送給磁共振系統(tǒng)的接收器或磁共振信號(hào)處理設(shè)備。在所述設(shè)備中所接收的數(shù)據(jù)被數(shù)字化并且為成像而被繼續(xù)處理。
[0005]存在于局部線圈中的磁共振天線元件必須通常對(duì)稱地通過(guò)電纜連接，其中各電纜常常設(shè)計(jì)為同軸電纜。對(duì)稱的連接并非總是可能的，并且尤其在連接的同軸電纜中出現(xiàn)所謂的表面波(Mantelwellen)，其導(dǎo)致測(cè)量數(shù)據(jù)失真并且因此損害磁共振成像的質(zhì)量。此外，這種表面波也可以導(dǎo)致同軸電纜更劇烈的發(fā)熱，這在電纜與患者直接皮膚接觸時(shí)有時(shí)會(huì)導(dǎo)致皮膚燒傷。
[0006]為了避免表面波，在同軸電纜上設(shè)置表面波封鎖器。為了構(gòu)造這種表面波封鎖器，要么使用陷波器(即λ/4共振器)要么使用并聯(lián)振蕩回路。對(duì)于并聯(lián)振蕩回路，同軸電纜的一部分被卷起。借助電容器將這種卷起結(jié)構(gòu)跨接并且與磁共振成像的頻率相適配。但是由此產(chǎn)生的缺點(diǎn)在于，必須使用非常長(zhǎng)的同軸電纜。由于磁共振成像的低頻率，陷波器原理上在幾何尺寸方面構(gòu)造得非常大的。相應(yīng)地患者對(duì)由于表面波封鎖器導(dǎo)致的檢查空間附加的縮小或?qū)Ω郊拥丶虞d在患者身上的表面波封鎖器的重量感到不舒適。這尤其適用于使用多個(gè)用于接收磁共振信號(hào)的局部線圈或天線元件時(shí)。此外應(yīng)該考慮，在磁共振設(shè)備內(nèi)部的檢查空間被限制，這限制了使用多個(gè)具有表面波封鎖器的同軸電纜，尤其當(dāng)患者在所屬的躺臥設(shè)備上被移動(dòng)時(shí)。此外表面波封鎖器導(dǎo)致了增大的成本耗費(fèi)。
[0007]相應(yīng)地存在一種用于向磁共振系統(tǒng)傳遞磁共振信號(hào)的解決方案的需求，該解決方案避免表面波和由此要求的表面波封鎖器。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題在于，提供一種在借助磁共振儀器的磁共振成像中用于接收檢查對(duì)象的磁共振信號(hào)的改進(jìn)的天線設(shè)備，以及一種用于磁共振成像的磁共振系統(tǒng)，和一種用于在借助磁共振儀器磁共振成像中接收檢查對(duì)象的磁共振信號(hào)的方法，它們降低或避免了在磁共振系統(tǒng)的電纜連接裝置上的表面波并且因此沒(méi)有表面波封鎖器也能實(shí)現(xiàn)磁共振成像。
[0009]所述技術(shù)問(wèn)題通過(guò)一種用于在借助磁共振儀器的磁共振成像中接收檢查對(duì)象的磁共振信號(hào)的天線設(shè)備解決，其具有:配備多個(gè)導(dǎo)電導(dǎo)體環(huán)的共振器，所述導(dǎo)體環(huán)分別通過(guò)若干電絕緣的切口斷開(kāi)；用于承載導(dǎo)體環(huán)的支承基體；配備若干屏蔽設(shè)備的電纜連接設(shè)備，其中所述屏蔽設(shè)備中的至少一個(gè)具有連接在至少一個(gè)導(dǎo)體環(huán)的虛地上的導(dǎo)電連接件。
[0010]本發(fā)明還涉及一種天線陣列設(shè)備，其包括多個(gè)上述的天線設(shè)備。
[0011]本發(fā)明涉及一種用于磁共振成像的磁共振系統(tǒng)，其包括磁共振儀器和至少一個(gè)上述的天線設(shè)備或上述的天線陣列設(shè)備。
[0012]本發(fā)明涉及一種用于在借助磁共振儀器的磁共振成像中接收檢查對(duì)象的磁共振信號(hào)的方法，包括以下方法步驟:
[0013]-將天線設(shè)備定位在檢查對(duì)象的身體部分上或直接鄰接檢查對(duì)象的身體部分，所述檢查對(duì)象的共振信號(hào)被接收，其中天線設(shè)備的特征在于:配備多個(gè)導(dǎo)電導(dǎo)體環(huán)的共振器，所述導(dǎo)體環(huán)分別通過(guò)若干電絕緣的切口斷開(kāi)；用于承載導(dǎo)體環(huán)的支承基體以及配備若干屏蔽設(shè)備的電纜連接設(shè)備，其中，所述屏蔽設(shè)備中的至少一個(gè)具有連接在至少一個(gè)導(dǎo)體環(huán)的虛地上的導(dǎo)電連接件，
[0014]-借助磁共振儀器實(shí)施磁共振成像，并且由天線設(shè)備接收的磁共振信號(hào)通過(guò)電纜連接設(shè)備傳遞至磁共振系統(tǒng)的接口設(shè)備。
[0015]用于在借助磁共振儀器的磁共振成像中接收檢查對(duì)象的磁共振信號(hào)的按照本發(fā)明的天線設(shè)備包括配備多個(gè)導(dǎo)電導(dǎo)體環(huán)的共振器，所述導(dǎo)體環(huán)分別通過(guò)若干電絕緣的切口斷開(kāi)。
[0016]其中“若干”在此和以后表示大于零的正自然數(shù)，相對(duì)地“多個(gè)”在此和以后表示大于一的正自然數(shù)。概念“檢查對(duì)象”或“患者”在此和以后表示處于醫(yī)學(xué)治療中的人或處于醫(yī)學(xué)治療中的動(dòng)物。在此也包括沒(méi)有生病的檢查對(duì)象，亦即也指這樣的人，其圖像數(shù)據(jù)被用于預(yù)防，例如用于癌癥預(yù)防的預(yù)防性掃描。以下概念“檢查對(duì)象”和“患者”具有相同意義并且不限制本發(fā)明。此外在本發(fā)明中不區(qū)分女性和男性患者，而是統(tǒng)一地使用男性的“患者”概念。
[0017]“共振器”在此和通常被表示為有振蕩能力的系統(tǒng)，其部件以這種方式被調(diào)諧至特定的共振頻率，使得共振器在由這種共振頻率激勵(lì)時(shí)振蕩最大。按照本發(fā)明的電共振器通過(guò)電磁的磁共振信號(hào)在磁共振成像時(shí)激勵(lì)，由此在導(dǎo)體環(huán)中感應(yīng)出電流。共振器的特性由導(dǎo)體環(huán)的自身電容和自身電感以及由導(dǎo)體環(huán)之間的耦合電容和耦合電感等得出。也就是說(shuō)導(dǎo)體環(huán)的幾何尺寸和其相互的空間位置等等確定了共振器的特性。此外通過(guò)若干在導(dǎo)體環(huán)中的切口能夠以有利方式改善共振器特性，因?yàn)閷?dǎo)電的導(dǎo)體環(huán)在電絕緣切口處的成對(duì)的邊界如電容器的板一樣作為電容起作用，電容串聯(lián)地設(shè)置用于導(dǎo)體環(huán)的感應(yīng)。這種電容產(chǎn)生了比沒(méi)有切口的導(dǎo)體環(huán)的共振頻率更低的共振頻率。也就是說(shuō)通過(guò)多個(gè)切口可以形成一種電容器，其共振波長(zhǎng)大于導(dǎo)體環(huán)的尺寸。這種特性又產(chǎn)生一種具有相對(duì)較小的損失功率的共振器，也就是具有更高品質(zhì)的共振器。共振器的特性通過(guò)使用多于一個(gè)的導(dǎo)體環(huán)而進(jìn)一步改善，也就是說(shuō)通過(guò)導(dǎo)體環(huán)之間的耦連電容和電感。
[0018]此外按照本發(fā)明的天線設(shè)備包含用于承載導(dǎo)體環(huán)的支承基體。支承基體一方面用作導(dǎo)體環(huán)的機(jī)械支承，用于在醫(yī)療實(shí)踐中簡(jiǎn)化導(dǎo)體環(huán)的操作并且避免在使用天線設(shè)備時(shí)導(dǎo)體環(huán)的變形或損壞。此外共振器的特性也可以通過(guò)支承基體等確定。
[0019]按照本發(fā)明的天線設(shè)備還包括具有若干屏蔽設(shè)備的電纜連接設(shè)備，其中所述屏蔽設(shè)備中的至少一個(gè)具有連接在至少一個(gè)導(dǎo)體環(huán)的虛地上的導(dǎo)電連接件。
[0020]在此在導(dǎo)體環(huán)上的一個(gè)點(diǎn)或區(qū)域被稱為虛地或虛擬零點(diǎn)，其具有地電勢(shì)，即使在導(dǎo)體環(huán)中流動(dòng)由磁共振信號(hào)感應(yīng)的電流，并且虛地沒(méi)有直接與接地裝置相連。電纜連接設(shè)備用于將由多個(gè)導(dǎo)體環(huán)接收的磁共振信號(hào)傳遞至磁共振系統(tǒng)的圖像處理設(shè)備。通過(guò)電纜連接設(shè)備的屏蔽設(shè)備或隔離裝置導(dǎo)電地連接在導(dǎo)體環(huán)的虛地上，可以以有利的方式降低或完全消除在電纜連接設(shè)備上的表面波。尤其在磁共振成像中避免電纜連接設(shè)備的不希望的加熱。此外通過(guò)屏蔽設(shè)備導(dǎo)電地連接在共振器的導(dǎo)體環(huán)的虛地上可以在磁共振成像時(shí)減少或避免表面波封鎖器和由表面波封鎖器帶來(lái)的缺點(diǎn)。
[0021]按照本發(fā)明的天線陣列設(shè)備包括多個(gè)按照本發(fā)明的天線設(shè)備。
[0022]按照本發(fā)明的用于磁共振成像的磁共振系統(tǒng)包括磁共振儀器和至少一個(gè)按照本發(fā)明的天線設(shè)備或至少一個(gè)按照本發(fā)明的天線陣列設(shè)備。
[0023]一種用于在借助磁共振儀器進(jìn)行的磁共振成像中接收檢查對(duì)象的磁共振信號(hào)的方法包括用于將天線設(shè)備定位在檢查對(duì)象的身體部分上或直接鄰接檢查對(duì)象的身體部分的方法步驟，所述檢查對(duì)象的共振信號(hào)被接收，其中，天線設(shè)備的特征在于共振器，所述共振器具有多個(gè)導(dǎo)電導(dǎo)體環(huán)，所述導(dǎo)體環(huán)分別通過(guò)若干電絕緣的切口斷開(kāi)；具有用于承載導(dǎo)體環(huán)的支承基體以及配備若干屏蔽設(shè)備的電纜連接設(shè)備，其中所述屏蔽設(shè)備中的至少一個(gè)具有連接在至少一個(gè)導(dǎo)體環(huán)的虛地上的導(dǎo)電連接件。此外按照本發(fā)明的方法還包括用于借助磁共振儀器實(shí)施磁共振成像的方法步驟，和將由天線設(shè)備接收的磁共振信號(hào)通過(guò)電纜連接設(shè)備傳遞至磁共振系統(tǒng)的接口設(shè)備的方法步驟。
[0024]在特別有利的本發(fā)明的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和擴(kuò)展設(shè)計(jì)中，其中用于在借助磁共振儀器磁共振成像中接收檢查對(duì)象的磁共振信號(hào)的方法與用于在借助磁共振儀器磁共振成像中接收檢查對(duì)象的磁共振信號(hào)的天線設(shè)備相似地?cái)U(kuò)展設(shè)計(jì)。
[0025]在天線設(shè)備的優(yōu)選結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，導(dǎo)體環(huán)設(shè)計(jì)為環(huán)形的并且相互同心地布置。通過(guò)這種布局允許共振器的特性有利的改變，因?yàn)橥ㄟ^(guò)導(dǎo)體環(huán)的相互同心的布置在導(dǎo)體環(huán)之間形成很高的電磁耦連效果。此外通過(guò)導(dǎo)體環(huán)的圓環(huán)形構(gòu)造可以在導(dǎo)體環(huán)的附近內(nèi)部中實(shí)現(xiàn)相對(duì)均勻的電磁場(chǎng)。作為圓環(huán)形構(gòu)造的備選，導(dǎo)體環(huán)可以近似地設(shè)計(jì)成多邊形形狀，例如設(shè)計(jì)為矩形或六邊形。
[0026]天線設(shè)備的用于磁共振成像的特別有利的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的特征在于，導(dǎo)體環(huán)包括4至12個(gè)切口、優(yōu)選包括8個(gè)切口。
[0027]天線設(shè)備可以這樣構(gòu)造，使得多個(gè)導(dǎo)體環(huán)中的至少兩個(gè)設(shè)置在一個(gè)共同的空間平面內(nèi)。導(dǎo)體環(huán)例如可以以其設(shè)置在平面的支承基體的一側(cè)上。
[0028]按照本發(fā)明的天線設(shè)備的一種特別優(yōu)選的實(shí)施形式的特征在于，導(dǎo)體環(huán)設(shè)置在不同的、相互平行的空間平面內(nèi)，優(yōu)選的是支承基體在導(dǎo)體環(huán)之間引起電絕緣。其中導(dǎo)體環(huán)設(shè)置在支承基體的外側(cè)面上。同樣可以可慮的是，導(dǎo)體環(huán)至少部分地被支承基體包圍。導(dǎo)體環(huán)尤其可以借助這種方法實(shí)現(xiàn)，如其由印制電路板(PCB)的制造已知。這里使用的用于制造多層印制電路板的方法可以有利地使用，用于改造具有多個(gè)在不同的、相互平行的空間平面中的導(dǎo)體環(huán)的天線設(shè)備。
[0029]在天線設(shè)備另一種優(yōu)選的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中導(dǎo)體環(huán)這樣設(shè)計(jì)，即它們的切口在空間上相互錯(cuò)移地布置。在導(dǎo)體環(huán)的圓形構(gòu)造中，錯(cuò)移布置是有利的，其中所述錯(cuò)移基本上對(duì)應(yīng)180°除以切口的數(shù)量的旋轉(zhuǎn)角。也就是說(shuō)，在例如具有兩個(gè)切口的導(dǎo)體環(huán)中，通過(guò)大致90°的錯(cuò)移布置可以實(shí)現(xiàn)特別有利的共振特性。
[0030]在按照本發(fā)明的天線設(shè)備的導(dǎo)體環(huán)上的導(dǎo)電連接件優(yōu)選這樣設(shè)置，使得其相對(duì)導(dǎo)體環(huán)的若干切口具有盡可能大的空間間距。也就是說(shuō)例如在環(huán)形導(dǎo)體環(huán)中，在導(dǎo)體環(huán)上的導(dǎo)電連接件基本上以180°除以切口的數(shù)量的旋轉(zhuǎn)角與相鄰的切口錯(cuò)移地布置。對(duì)于具有8個(gè)切口的圓環(huán)形導(dǎo)體環(huán)，導(dǎo)電連接件以大致22.5°相對(duì)最近的兩個(gè)切口錯(cuò)移，也就是在兩個(gè)切口中間布置。通過(guò)這種布置可以實(shí)現(xiàn)與導(dǎo)體環(huán)的虛地的期望的連接，因?yàn)榘凑毡景l(fā)明的天線設(shè)備的共振器的電壓最小值通常出現(xiàn)在與導(dǎo)體環(huán)的切口的最大間距處。
[0031]在天線的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，導(dǎo)體環(huán)僅包括一個(gè)環(huán)線圈。此外可以考慮具有多個(gè)線圈或布置，其中導(dǎo)體環(huán)類似于模仿8的形狀或四葉苜蓿葉的形狀。
[0032]天線設(shè)備優(yōu)選這樣設(shè)計(jì)，天線設(shè)備的導(dǎo)體環(huán)的一個(gè)或多個(gè)設(shè)計(jì)為面狀的。當(dāng)導(dǎo)體環(huán)的寬度遠(yuǎn)大于導(dǎo)體環(huán)的厚度，例如當(dāng)導(dǎo)體環(huán)的寬度大于導(dǎo)體環(huán)的厚度的兩倍，導(dǎo)體環(huán)可以被看作面狀的。這種構(gòu)造可以改進(jìn)共振器的特性，因?yàn)橥ㄟ^(guò)面狀的實(shí)施形式殼體提高相應(yīng)配屬的電容。特別優(yōu)選的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)在于，面狀設(shè)計(jì)的導(dǎo)體環(huán)的主擴(kuò)展方向的平面平行于面狀設(shè)計(jì)的支承基體的主擴(kuò)展方向的平面。
[0033]此外，天線設(shè)備優(yōu)選特征在于，切口的尺寸和/或數(shù)量這樣設(shè)計(jì)，使得共振器的共振頻率近似地與磁共振儀器的共振頻率一致。在此切口的所有空間尺寸、即其寬度、長(zhǎng)度和高度允許共振頻率的調(diào)諧。此外，共振器的共振頻率與磁共振儀器的共振頻率的進(jìn)一步調(diào)諧通過(guò)適當(dāng)選擇導(dǎo)體環(huán)的幾何形狀以及其相互相對(duì)的空間位置進(jìn)行。在醫(yī)療實(shí)踐中常用的具有3特斯拉的磁共振儀器中，按照本發(fā)明的天線設(shè)備的共振器優(yōu)選通過(guò)所述參數(shù)調(diào)節(jié)至近似123.2MHz的共振頻率。圓環(huán)形導(dǎo)體環(huán)的直徑在此優(yōu)選為1cm至30cm，其中導(dǎo)體環(huán)通過(guò)具有相對(duì)介電常數(shù)ε r約為2.5并且具有約0.8mm的厚度的支承基體相間隔。
[0034]此外，天線設(shè)備包括用于改變共振器的共振頻率的調(diào)諧設(shè)備。調(diào)諧設(shè)備在此設(shè)計(jì)為電容器或電感器，其與天線設(shè)備的導(dǎo)體環(huán)要么并聯(lián)要么串聯(lián)。調(diào)諧設(shè)備也可以具有多個(gè)電容器和/或電感器，它們與天線設(shè)備的導(dǎo)體環(huán)要么并聯(lián)要么串聯(lián)。調(diào)諧設(shè)備特別優(yōu)選地包括在電纜連接設(shè)備和導(dǎo)體環(huán)之間串聯(lián)設(shè)置的電容。
[0035]在另一種結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中天線設(shè)備具有電纜連接設(shè)備，其包括同軸電纜，其中同軸電纜的外導(dǎo)線作為屏蔽設(shè)備導(dǎo)電地與導(dǎo)體環(huán)的虛地相連。
[0036]按照本發(fā)明的天線設(shè)備的特征在于，天線設(shè)備這樣設(shè)計(jì)，使得其在磁共振成像中用作發(fā)射設(shè)備。
[0037]此外，天線設(shè)備這樣設(shè)計(jì)，使得支承基體包括電絕緣材料，該材料具有近似為2至4的相對(duì)介電常數(shù)εΓ，優(yōu)選是AD250或FR4材料。概念“近似”在此在該【技術(shù)領(lǐng)域】中通常描述了材料和制造公差，其對(duì)于本【技術(shù)領(lǐng)域】的專業(yè)人員是已知的。這種材料可以改進(jìn)共振器的特性，因?yàn)橥ㄟ^(guò)合適的介電常數(shù)可以引起導(dǎo)體環(huán)的特殊的自身電容和耦連電容。支承基體的厚度優(yōu)選近似為1mm，特別優(yōu)選地約為0.8毫米。此外天線設(shè)備的特征在于，導(dǎo)體環(huán)不包括磁性金屬，優(yōu)選是銅。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0038]以下參照附圖結(jié)合實(shí)施例進(jìn)一步闡述本發(fā)明。在附圖中:
[0039]圖1示出按照本發(fā)明的天線設(shè)備的第一實(shí)施例的示意圖，
[0040]圖2示出按照本發(fā)明的天線設(shè)備的第二實(shí)施例的示意圖，
[0041]圖3示出按照本發(fā)明的天線設(shè)備的第三實(shí)施例的示意圖，
[0042]圖4示出剖切按照本發(fā)明的天線設(shè)備的導(dǎo)體環(huán)的橫截面的示意圖，
[0043]圖5示出在按照?qǐng)D4的導(dǎo)體環(huán)中的電流和電壓信號(hào)的空間曲線，
[0044]圖6示出按照本發(fā)明的磁共振系統(tǒng)的側(cè)視圖的示意圖。

【具體實(shí)施方式】
[0045]圖1示出按照本發(fā)明的天線設(shè)備I的第一實(shí)施例的示意圖，其包括配備兩個(gè)圓形導(dǎo)體環(huán)4、4’的共振器3，其中每個(gè)導(dǎo)體環(huán)4、4’分別具有一個(gè)切口 5、5”。兩個(gè)導(dǎo)體環(huán)4、4’相互同心地設(shè)置，其中兩個(gè)切口 5、5”相互以旋轉(zhuǎn)角180° /I = 180°錯(cuò)移。支承基體6承載兩個(gè)導(dǎo)體環(huán)4、4’并且在它們之間形成電絕緣。此外，通過(guò)支承基體6引起導(dǎo)體環(huán)4、4’設(shè)置在不同的、相互平行的空間平面E、E’中。導(dǎo)體環(huán)4、4’的這種布置也可以其他的、與醫(yī)療技術(shù)不相關(guān)的所謂的超材料(Metamaterialien)的【技術(shù)領(lǐng)域】中。在此被稱為開(kāi)口諧振環(huán)(SRR)的導(dǎo)體環(huán)裝置這樣設(shè)置尺寸和構(gòu)造，使得其以其制造的材料產(chǎn)生負(fù)的電容率。圖1的導(dǎo)體環(huán)4、4’通過(guò)實(shí)施為同軸電纜的電纜連接設(shè)備7連接，其中電纜連接設(shè)備7的屏蔽設(shè)備8與兩個(gè)導(dǎo)體環(huán)4、4’的虛地VM通過(guò)導(dǎo)電連接件9導(dǎo)電地相連。
[0046]圖2示出按照本發(fā)明的天線設(shè)備I的第二實(shí)施例的示意圖。兩個(gè)導(dǎo)體環(huán)4或4’在圖中分別具有兩個(gè)切口 5、5”或5”、5”’。上部導(dǎo)體環(huán)4的切口 5、5’相對(duì)下部導(dǎo)體環(huán)4’的切口 5”、5”’錯(cuò)移大致180° /2 = 90°的旋轉(zhuǎn)角。電纜連接設(shè)備7的屏蔽設(shè)備8通過(guò)連接體9與下部的導(dǎo)體環(huán)4’的虛地VM導(dǎo)電地相連。在此虛地VM位于兩個(gè)切口 5”、5”’之間的中間或以180° /2相對(duì)導(dǎo)體環(huán)4’的切口 5”、5”’錯(cuò)移。此外，圖2的實(shí)施形式示出調(diào)諧設(shè)備14，其在此作為電纜連接設(shè)備7的內(nèi)導(dǎo)體和上部導(dǎo)體環(huán)4之間的電容。借助設(shè)置調(diào)節(jié)設(shè)備14可以改變共振器3的共振頻率并且與磁共振儀器2的頻率相適配。導(dǎo)體環(huán)4、4’選擇性地描述為“上部”和“下部”導(dǎo)體環(huán)4、4’，這在此沒(méi)有確定關(guān)于天線設(shè)備I在檢查對(duì)象P上的定位的優(yōu)先性。上部導(dǎo)體環(huán)4以及下部導(dǎo)體環(huán)4’都可以更近地設(shè)置在檢查對(duì)象P上。此外電纜連接設(shè)備7的屏蔽設(shè)備8是與上部導(dǎo)體環(huán)4的虛地還是與下部導(dǎo)體環(huán)4’的虛地VM相連并沒(méi)有區(qū)別。
[0047]圖3示出按照本發(fā)明的天線設(shè)備I的第三實(shí)施例的示意圖。在此兩個(gè)環(huán)形導(dǎo)體環(huán)4、4’以同心布置位于支承基體6的一個(gè)共同平面E中。這種布置的優(yōu)點(diǎn)在于，在兩個(gè)導(dǎo)體環(huán)4、4’之間的耦連電容具有不同于圖1和圖2的實(shí)施形式的尺寸。
[0048]通過(guò)圖4示出剖切按照本發(fā)明的天線設(shè)備I的導(dǎo)體環(huán)4’的橫截面的示意圖。導(dǎo)體環(huán)4’具有切口 5”和虛地VM，其再次以近似方式相對(duì)切口 5”錯(cuò)移180° /I = 180°。兩個(gè)點(diǎn)Stl和S1表示導(dǎo)體環(huán)4’的切口 5”相對(duì)沿著導(dǎo)體環(huán)4’的假想軸線s的兩個(gè)邊界點(diǎn)。
[0049]圖5參照在圖4中說(shuō)明示出導(dǎo)體環(huán)4’中的電流信號(hào)I和電壓信號(hào)U的空間曲線，所述信號(hào)在天線設(shè)備I通過(guò)磁共振成像時(shí)的磁共振信號(hào)激勵(lì)時(shí)形成。顯而易見(jiàn)的是，電壓U在點(diǎn)Stl和S1處具有最大值，也就是說(shuō)，電壓U在切口 5”處具有最大電壓值。反之，電壓U在與切口 5”間距最大時(shí)、也就是在虛地VM處具有最小值。電流I沿著假想空間軸線s的空間曲線相反在虛地VM上或附近具有最大值，而其在切口 5”附近、在點(diǎn)Stl和S1處變成零。
[0050]借助圖6示出按照本發(fā)明的磁共振系統(tǒng)的側(cè)視圖的示意圖。患者P位于躺臥設(shè)備13的患者臥榻12上。患者臥榻12可以沿著縱軸線Z借助適用的滾動(dòng)設(shè)備移動(dòng)，用于為了進(jìn)行磁共振成像而將患者P定位在磁共振儀器2的內(nèi)部區(qū)域中的檢查空間中。按照本發(fā)明的天線設(shè)備I設(shè)置在患者P的胸部區(qū)域中。天線設(shè)備I將由其接收的磁共振信號(hào)通過(guò)電纜連接設(shè)備7傳遞至圖像處理站10的接口設(shè)備11處。
[0051]磁共振儀器2的其他部件包括控制設(shè)備，用于相應(yīng)地控制在磁共振儀器2中包含的基礎(chǔ)場(chǎng)磁體和梯度線圈。此外，典型地在磁共振儀器2中包含用于產(chǎn)生和加強(qiáng)高頻脈沖的高頻發(fā)射設(shè)備，用于將高頻脈沖通過(guò)天線裝置發(fā)出。所有這些部件和它們的功能方式對(duì)于醫(yī)療成像的技術(shù)人員是已知的，并且在此在圖6中為清楚起見(jiàn)沒(méi)有顯示。在此還應(yīng)指出，本發(fā)明不僅可以用于具有圓柱形患者隧道的磁共振儀器2，而且還可以用于其他構(gòu)造的磁共振儀器2，其例如具有三側(cè)開(kāi)放的測(cè)量空間。此外圖像處理站10也可以是磁共振儀器2的組成部分。
[0052]最后再一次指出，之前詳細(xì)說(shuō)明的天線設(shè)備僅涉及實(shí)施例，其可以被技術(shù)人員以各種方式修正，只要不脫離本發(fā)明的范圍即可。按照本發(fā)明的天線設(shè)備尤其可以具有多于兩個(gè)的導(dǎo)體環(huán)。出于完整性還應(yīng)指出，德語(yǔ)原文中的不定冠詞“ein”或“eine”的使用不應(yīng)排除所涉及的特征也可以是復(fù)數(shù)存在的。同樣概念“設(shè)備”不應(yīng)排除其由多個(gè)部件構(gòu)成，所述構(gòu)件必要時(shí)也可以是空間分散的。這也適用于磁共振儀器和磁共振系統(tǒng)，它們的部件同樣是在空間上相互分離地設(shè)置在不同的殼體中。
[0053]附圖標(biāo)記列表
[0054]I天線設(shè)備
[0055]2磁共振儀器
[0056]3共振器
[0057]4，4’ 導(dǎo)體環(huán)
[0058]5、5，、5，，、5，” 切口
[0059]6支承基體
[0060]7電纜連接設(shè)備
[0061]8屏蔽設(shè)備
[0062]9導(dǎo)電連接件
[0063]10圖像處理站
[0064]11接口設(shè)備
[0065]12患者臥榻
[0066]13躺臥設(shè)備
[0067]14調(diào)諧設(shè)備
[0068]P檢查對(duì)象
[0069]E、E’空間平面
[0070]s沿著導(dǎo)體環(huán)的空間軸線
[0071]s。、S1在s上的點(diǎn)
[0072]VM虛地Z縱軸線
【權(quán)利要求】
1.一種用于在借助磁共振儀器(2)的磁共振成像中接收檢查對(duì)象(P)的磁共振信號(hào)的天線設(shè)備(1)，其具有: -配備多個(gè)導(dǎo)電導(dǎo)體環(huán)(4，4’)的共振器，所述導(dǎo)體環(huán)分別通過(guò)若干電絕緣的切口(5，5，，5”，5”，)斷開(kāi)， -用于承載導(dǎo)體環(huán)(4，4’ )的支承基體(6)， -配備若干屏蔽設(shè)備(8)的電纜連接設(shè)備(7)，其中所述屏蔽設(shè)備(8)中的至少一個(gè)具有連接在至少一個(gè)導(dǎo)體環(huán)(4’ )的虛地(VM)上的導(dǎo)電連接件(9)。
2.按照權(quán)利要求1所述的天線設(shè)備(1)，其特征在于，導(dǎo)體環(huán)(4，4’)設(shè)計(jì)為圓形的并且導(dǎo)體環(huán)(4，4’ )相互同心地布置。
3.按照權(quán)利要求1或2所述的天線設(shè)備(1)，其特征在于，導(dǎo)體環(huán)(4，4’)包括4至12個(gè)切口(5，5’，5”，5”’)、優(yōu)選包括 8 個(gè)切口 (5，5，，5”，5”，)。
4.按照權(quán)利要求1至3之一所述的天線設(shè)備(I)，其特征在于，導(dǎo)體環(huán)(4，4’)設(shè)置在一個(gè)共同的空間平面(E)中。
5.按照權(quán)利要求1至3之一所述的天線設(shè)備(I)，其特征在于，導(dǎo)體環(huán)(4，4’)設(shè)置在不同的、相互平行的空間平面(E，E’ )內(nèi)，優(yōu)選的是支承基體(6)在導(dǎo)體環(huán)(4，4’ )之間起電絕緣作用。
6.按照權(quán)利要求1至5之一所述的天線設(shè)備(I)，其特征在于，導(dǎo)體環(huán)(4，4’)這樣設(shè)計(jì)，使得它們的切口(5，5’，5”，5”’ )空間上相互錯(cuò)移地布置。
7.按照權(quán)利要求1至6之一所述的天線設(shè)備(I)，其特征在于，導(dǎo)電連接件(9)這樣設(shè)置在導(dǎo)體環(huán)(4’)上，使得其相對(duì)導(dǎo)體環(huán)(4’)的若干切口(5”，5”’)具有盡可能大的空間間距。
8.按照權(quán)利要求1至7之一所述的天線設(shè)備(I)，其特征在于，導(dǎo)體環(huán)(4，4’)僅包括一個(gè)線圈。
9.按照權(quán)利要求1至8之一所述的天線設(shè)備(I)，其特征在于，導(dǎo)體環(huán)(4，4’)設(shè)計(jì)為面狀的。
10.按照權(quán)利要求1至9之一所述的天線設(shè)備(1)，其特征在于，切口(5，5’，5”，5”’)的尺寸和/或數(shù)量這樣設(shè)計(jì)，使得共振器(3)的共振頻率近似地與磁共振儀器(2)的共振頻率一致。
11.按照權(quán)利要求1至10之一所述的天線設(shè)備(I)，其特征在于，電纜連接設(shè)備(7)包括同軸電纜，其中同軸電纜的外導(dǎo)線作為屏蔽設(shè)備導(dǎo)電地與導(dǎo)體環(huán)的虛地(VM)相連。
12.按照權(quán)利要求1至11之一所述的天線設(shè)備(I)，其特征在于，天線設(shè)備(I)這樣設(shè)計(jì)，使得其能夠用作發(fā)射設(shè)備。
13.按照權(quán)利要求1至12之一所述的天線設(shè)備(I)，其特征在于，支承基體(6)包括電絕緣材料，該材料具有近似為2至4的相對(duì)介電常數(shù)ε r,優(yōu)選是AD250或FR4材料。
14.一種天線陣列設(shè)備，其包括多個(gè)按照權(quán)利要求1至13之一所述的天線設(shè)備(I)。
15.一種用于磁共振成像的磁共振系統(tǒng)，其包括磁共振儀器(2)和至少一個(gè)按照權(quán)利要求I至13之一所述的天線設(shè)備(I)或按照權(quán)利要求14所述的天線陣列設(shè)備。
16.一種用于在借助磁共振儀器(2)的磁共振成像中接收檢查對(duì)象(P)的磁共振信號(hào)的方法，包括以下方法步驟: -將天線設(shè)備(I)定位在檢查對(duì)象(P)的身體部分上或直接鄰接檢查對(duì)象(P)的身體部分，所述檢查對(duì)象(P)的共振信號(hào)被接收，其中天線設(shè)備的特征在于:配備多個(gè)導(dǎo)電導(dǎo)體環(huán)(4，4’ )的共振器，所述導(dǎo)體環(huán)分別通過(guò)若干電絕緣的切口(5，5’，5”，5”’ )斷開(kāi)；用于承載導(dǎo)體環(huán)(4，4’ )的支承基體(6)以及配備若干屏蔽設(shè)備(8)的電纜連接設(shè)備(7)，其中，所述屏蔽設(shè)備(8)中的至少一個(gè)具有連接在至少一個(gè)導(dǎo)體環(huán)(4’ )的虛地(VM)上的導(dǎo)電連接件(9)， -借助磁共振儀器(2)實(shí)施磁共振成像，并且由天線設(shè)備(I)接收的磁共振信號(hào)通過(guò)電纜連接設(shè)備(7)傳遞至磁共振系統(tǒng)的接口設(shè)備(11)。
【文檔編號(hào)】A61B5/055GK104422912SQ201410394756
【公開(kāi)日】2015年3月18日 申請(qǐng)日期:2014年8月12日 優(yōu)先權(quán)日:2013年8月19日
【發(fā)明者】A.法凱爾邁耶, S.馬蒂烏斯, M.維斯特 申請(qǐng)人:西門子公司