Die Erfindung betrifft eine Kopfspulenanordnung, umfassend ein Gehäuse
mit mehreren in oder an dem Gehäuse angeordneten Spulenelementen.
Kopfspulenanordnungen dieser Art sind bereits bekannt und werden in
Magnetresonanzgeräten als Hochfrequenzsende- und -empfangsspulen eingesetzt.
Arbeiten die Spulen in einem Empfangsmodus, so spielt die Größe der Spulen
im Verhältnis zur Größe des Messobjekts eine bestimmende Rolle für
das resultierende Signal/Rauschverhältnis. Das Signal-Rauschverhältnis
ist optimal, wenn die Spulen möglichst nahe an der Oberfläche des Messobjekts,
hier des Kopfes, anliegen.
Besonders kritisch ist dies bei Aufnahmen nahe des Nackens eines Patienten
gelegener Bereiche, wie beispielsweise des Kleinhirns. Aufgrund der stark variierenden
Nackenformen verschiedener Patienten, beispielsweise dicker Nacken, dünner
Nacken, kurzer Hals, langer Hals usw., ist es besonders schwierig, eine geeignete
Anformung mit kürzestmöglichem Abstand zum Patientenkopf zu erreichen.
Es ist bekannt, eine Kopfspulenanordnung mit einer festen Nackenanformung
der Spule zu realisieren. Dies ist jedoch nachteilig, da die feste Nackenanformung
für manche Patienten zu hoch sein kann, was zu Druckstellen oder einer unbequemen
Lagerung des Kopfes führen kann. Andererseits ist die feste Nackenanformung
für andere Patienten zu niedrig, sodass eine schlechtere Signalintensität
erreicht wird. Ein weiterer Nachteil einer solchen festen Nackenanformung besteht
darin, dass die Lage des Kopfes innerhalb der Kopfspulenanordnung festgelegt wird,
sodass eine individuelle Positionierung des Kopfes nicht möglich ist.
Insbesondere bei der Entwicklung neuer Kopfspulenanordnungen mit einer
größeren Anzahl einzelner Spulen ist es notwendig, die einzelnen Spulen
nahe an den interessierenden Körperbereich heranzubringen, da aufgrund der
kleineren Spulen die empfangene Signalintensität niedriger und somit ein schlechteres
Signal/Rauschverhältnis bei gleichem Abstand erzielt wird.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Kopfspulenanordnung
anzugeben, die für eine Vielzahl von Nackenformen geeignet ist und ein verbessertes
Signal/Rauschverhältnis aufweist.
Zur Lösung dieser Aufgabe ist bei einer Kopfspulenanordnung der
eingangs genannten Art erfindungsgemäß vorgesehen, dass im dem Nacken
eines Patienten zugeordneten Bereich wenigstens ein bewegbares und/oder verformbares
Gehäuseteil zur Anpassung an verschiedene Nackenformen vorgesehen ist.
Bei der Kopfspulenanordnung gemäß der vorliegenden Erfindung
ist vorgesehen, dass die Form des Gehäuses im dem Nacken zugeordneten Bereich
durch einen Benutzer veränderbar, mithin das Gehäuse an den individuellen
Nacken des gerade aufgenommenen Kopfes anformbar ist. Damit wird für jeden
Patienten eine verbesserte Signalintensität und somit ein verbessertes Signal/Rauschverhältnis
erreicht, da die einzelnen Spulen sich näher am Patientenkopf befinden. Zur
individuellen Positionierung des Kopfes kann das Gehäuseteil vorteilhafterweise
so versenkt werden, dass sich bei der Positionierung des Kopfes eine im Wesentlichen
ebene Fläche ergibt, der Kopf mithin individuell gelagert werden kann. Befindet
sich der Kopf in der geeigneten Position, kann durch einen Benutzer das bewegbare
und/oder verformbare Gehäuseteil der tatsächlichen Nackenform angepasst
werden.
Dabei können erfindungsgemäß auch mehrere bewegbare
und/oder verformbare Gehäuseteile im Nackenbereich vorgesehen sein, um die
Möglichkeiten zur Anpassung an verschiedene Nackenformen zu erweitern.
Die einzelnen Spulen können dabei in das Gehäuse integriert
oder auf dem Gehäuse aufgebracht sein, zudem ist es möglich, die Spulen
auf Leiterplatten anzubringen und diese Leiterplatten über geeignete Befestigungsmittel,
beispielsweise Steckverbinder, am Gehäuse anzubringen. Vorzugsweise können
bei der erfindungsgemäßen Kopfspulenanordnung 32 oder mehr einzelne Spulen
vorgesehen sein, sodass sich dementsprechend 32 oder mehr Empfangskanäle ergeben.
Mit besonderem Vorteil ist die Spulengeometrie dabei so gewählt,
dass das Gehäuseteil nur vollständige Spulen umfasst, die im Nackenbereich
in die Nähe des Kopfes gebracht werden können. Sind nur Teile von Spulen
auf dem Gehäuseteil vorhanden und die zugehörigen Teile auf dem Rest des
Gehäuses untergebracht, so muss für eine geeignete Kontaktierung, beispielsweise
über einen flexiblen Draht oder einen Schleifkontakt, gesorgt werden, damit
die Spulen geschlossen bleiben.
Insbesondere kann vorgesehen sein, dass das Gehäuseteil zum Inneren
der Kopfspulenanordnung hin bewegbar und/oder auswölbbar ausgebildet ist. Damit
ist sowohl eine Ausgestaltung denkbar, in der ein an sich formfestes Gehäuseteil
an den Nacken eines Patienten heranbewegt wird, als auch eine Ausgestaltung, in
der das Gehäuseteil formveränderbar und somit auswölbbar ist. Vorzugsweise
ist das Gehäuseteil in nicht zum Inneren der Kopfspulenanordnung bewegter bzw.
ausgewölbter Position in einer versenkten Stellung, das heißt, es liegt
eine im Wesentlichen ebene und stufenlose Innenoberfläche
der Lokalspulenanordnung vor.
Stellungs- und/oder formabhängig kann das Gehäuseteil der
erfindungsgemäßen Kopfspulenanordnung zumindest teilweise wenigstens ein
weiteres Gehäuseteil überlappen, insbesondere wenn ein formveränderliches
Gehäuseteil verwendet wird, das jedoch eine feste Oberfläche aufweist.
Beispielsweise tritt eine solche Überlappung in einer versenkten Stellung auf.
Zweckmäßigerweise kann es vorgesehen sein, dass der überlappende
Bereich des Gehäuseteils zumindest teilweise in eine Aufnahme oder Halterung,
die insbesondere an oder in dem weiteren Gehäuseteil angeordnet oder ausgebildet
ist, bewegbar ist. So kann beispielsweise unterhalb des weiteren Gehäuseteils
eine Aufnahme vorgesehen sein, in die das Gehäuseteil eingleitet. Diese muss
nicht geschlossen sein, sondern kann auch eine einfache Halterung bilden.
Insbesondere bei solchen flächenfesten Gehäuseteilen, die
eine Überlappung mit wenigstens einem weiteren Gehäuseteil bilden, kann
zweckmäßigerweise das Gehäuseteil zumindest einseitig mittels einer
Linearführung geführt sein. Ein unter ein weiteres Gehäuseteil gleitendes
Gehäuseteil wird durch eine solche Linearführung somit auch gehaltert.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass
das Gehäuseteil durch eine elastische Kraft zum Inneren der Kopfspulenanordnung
hin beaufschlagbar oder vorbelastet ist. Diese elastische Kraft kann beispielsweise
selber durch das Gehäuseteil erzeugt werden, insbesondere kann das Gehäuseteil
aus Viscoschaum, also einem viskoelastischen Schaum, gefertigt sein. Viscoschaum
tendiert dazu, eine bestimmte Form wieder anzunehmen. Zudem ist das Material elastisch,
kann sich also an Nackenformen anpassen. Dementsprechend kann vorgesehen sein, dass
die Form, die das Gehäuseteil anzunehmen strebt, eine zum Inneren der Kopfspulenanordnung,
also dem Nacken hin, gewölbte Form ist. Um das Gehäuseteil beispielsweise
zu versenken, wird es einfach nach außen gedrückt. Alternativ hierzu kann
die elastische Kraft auch durch eine Feder oder ein aufblasbares Luftkissen erzeugt
werden. Das Gehäuseteil ist dann flexibel-verformbar ausgebildet, und die elastische
Kraft wirkt wiederum zur Ausbildung beispielsweise einer Auswölbung nach innen.
Selbstverständlich kann jedoch auch ein formfestes, nach innen bewegbares Gehäuseteil
mit einer solchen elastischen Kraft beaufschlagt werden.
Bei einer durch eine elastische Kraft gekennzeichneten Ausgestaltung
ist es ferner zweckmäßig, dass ein Arretierungsmittel zur Arretierung
des Gehäuseteils in einer vorgespannten, insbesondere versenkten Position vorgesehen
ist. Im Beispiel des Viscoschaums wird das flexible Gehäuseteil dann beispielsweise
nach außen gedrückt, sodass es aus dem weiteren Gehäuse nicht ausgewölbt
ist. Dabei kann eine Überlappung entstehen, wobei das Gehäuseteil wie
oben beschrieben in eine Halterung oder Aufnahme eingefahren werden kann. In dieser
Aufnahme kann ein Arretierungsmittel vorgesehen sein, beispielsweise ein Befestigungsbolzen,
der mit einer zugeordneten Ausnehmung im Gehäuseteil zusammenwirkt, oder ein
klemmendes Arretierungsmittel. Ein solches Arretierungsmittel kann jedoch auch durch
eine mechanische Blockierung, die eine Auswölbung des Gehäuseteils zum
Inneren der Kopfspulenanordnung hin verhindert, wie beispielsweise einen Sperrstift,
realisiert werden. Der Patient wird dann zunächst individuell innerhalb der
Kopfspulenanordnung positioniert. Danach wird das Arretierungsmittel, gegebenenfalls
über ein entsprechendes Bedienelement, von einer Bedienperson gelöst und
das Gehäuseteil passt sich durch die elastische Kraft selbsttätig der
Nackenform an. Hierbei können auch Dämpfungsmittel vorgesehen sein, die
eine zu schnelle Bewegung des gelösten Gehäuseteils verhindern.
Zusätzlich oder in einer alternativen Ausführungsform kann
auch vorgesehen sein, dass das Gehäuseteil über ein Betätigungsmittel
bewegbar und/oder verformbar ist. Für solche Betätigungsmittel gibt es
verschiedene Ausgestaltungsmöglichkeiten.
So kann das Betätigungsmittel einen drehbaren Nocken umfassen,
der an dem Gehäuseteil angreift. Der Nocken kann im wesentlichen tropfenförmig
ausgebildet sein, sodass sich verschieden hohe Auswölbungen bei verschiedenen
Nockenpositionen ergeben. Ein solcher Nocken kann beispielsweise durch ein Bedienelement,
insbesondere ein Handrad, gedreht werden.
Alternativ hierzu kann als Betätigungsmittel ein vorzugsweise
an einem in einer Linearführung geführten Bereich des Gehäuseteils
angreifender Schieber vorgesehen sein. Über den Schieber wird das Gehäuseteil
dann in der Linearführung verschoben, was eine unterschiedliche Position und/oder
Form des Gehäuseteils bewirkt.
Neben einem vollständig flexiblen Gehäuseteil kann auch
vorgesehen sein, dass das Gehäuseteil wenigstens zwei insbesondere starre,
über ein Gelenk verbundene Gehäuseabschnitte umfasst. Bei einer solchen
Ausgestaltung müssen die Gehäuseabschnitte nicht selbst flexibel sein,
da die Verformbarkeit bereits über das Gelenk ermöglicht wird. Ein solches
Gehäuseteil kann beispielsweise eine dreiecksartige Auswölbung ermöglichen.
Selbstverständlich ist es auch denkbar, mehr als zwei Gehäuseabschnitte
vorzusehen, die über Gelenke verbunden sind, um eine genauere Anformbarkeit
zu erreichen.
Um den Patientenkomfort zu erhöhen, kann vorgesehen sein, dass
auf der Innenseite des Gehäuseteils ein Druckdämpfmittel, insbesondere
ein Kissen, vorgesehen ist. Das häufig etwas härter ausgebildete Gehäuseteil
erzeugt bei der Anformung keinen unmittelbaren Druck auf den Kopf des Patienten,
da der Patient durch das Druckdämpfmittel vorteilhafterweise so abgedämpft
wird, dass der Kopf trotz der nah angeordneten Spulen bequem gelagert ist.
Weitere Vorteile und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus den
im Folgenden beschriebenen Ausführungsbeispielen sowie anhand der Zeichnungen.
Dabei zeigen:
1 einen Vertikalschnitt durch eine Kopfspulenanordnung
gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel;
2 einen Vertikalschnitt durch eine Kopfspulenanordnung
gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel;
3 einen Vertikalschnitt durch eine Kopfspulenanordnung
gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel; und
4 einen Vertikalschnitt durch eine Kopfspulenanordnung
gemäß einem vierten Ausführungsbeispiel.
Im Folgenden sind mehrere Ausführungsbeispiele einer erfindungsgemäßen
Kopfspulenanordnung dargestellt. Alle gleichen Komponenten in den verschiedenen
Zeichnungen sind mit gleichen Bezugszeichen versehen.
1 zeigt eine Kopfspulenanordnung 1 gemäß
einem ersten Ausführungsbeispiel. Sie weist ein Gehäuse 2 auf,
in dem die einzelnen Spulen 3 angeordnet sind, von denen nur einige andeutungsweise
gezeichnet sind. Aus Gründen der Übersichtlichkeit wird auf die Darstellung
der einzelnen Spulen in den weiteren Figuren verzichtet, diese Spulen sind jedoch
selbstverständlich bei jedem Ausführungsbeispiel vorhanden. Die Spulen
3 müssen nicht innerhalb des Gehäuses 2 angeordnet sein,
sie können auch beispielsweise auf das Gehäuse 2 aufgebracht
oder an dem Gehäuse 2 angeordnet sein. In dem dem Nacken eines Patienten
zugeordneten Bereich ist ein bewegbares, verformbares Gehäuseteil
2a vorgesehen. Das Gehäuseteil 2a besteht aus Gehäuseabschnitten
4 und 5, die über ein Gelenk 6 gegeneinander verschwenkbar
verbunden sind. Auf einer Seite ist der Gehäuseabschnitt 4 über
ein weiteres Gelenk 7 schwenkbar gelagert. Der Gehäuseabschnitt
5 des Gehäuseteils 2a ist in einer Linearführung
8 mittels eines Schlittens 9 geführt. Die Linearführung
8 bildet gleichzeitig eine Aufnahme für den Gehäuseabschnitt
5 des Gehäuseteils 2a, wenn dieses in eine versenkte Position
gebracht werden soll. Die Linearführung 8 ist unterhalb eines weiteren
Gehäuseteils 2b angeordnet und an diesem befestigt. Weiterhin umfasst
das Gehäuseteil 2a ein Kissen 10, das eine bequeme Auflage
eines nur schematisch dargestellten Patientenkopfes 11 im Nackenbereich
erlaubt.
Der Schlitten 9 ist mit einem schematisch dargestellten Schieber
12 verbunden, der beweglich gelagert ist, wie durch den Pfeil A angedeutet
ist.
Wird der Schieber entlang des Pfeils A bewegt, so bewegt sich der
Schlitten 9 entlang des Pfeils B in der Linearführung 8.
Dies hat zur Folge, dass sich das Gehäuseteil 2a durch Bewegung der
Gehäuseabschnitte 4 und 5 und Verschwenkung in den Gelenken
6 und 7 in seiner Form und Position verändert, wie dies durch
den Pfeil C angedeutet ist. Bewegt sich der Schlitten 9 in der Linearführung
8 ganz nach links, so nimmt das Gehäuseteil 2a eine flache
Form an und befindet sich in einer versenkten Stellung, in der es nicht in den Innenraum
der Kopfspulenanordnung 1 einragt. In dieser Position kann der Kopf
11 eines Patienten ohne Hindernisse individuell in der Kopfspulenanordnung
1 platziert werden, wie durch den Pfeil D angedeutet wird. Ist der Kopf
11 positioniert, so kann eine Bedienperson mit Hilfe des Schiebers Position
und Form des Gehäuseteils 2a optimal an die Form des Nackens
11a des Kopfes 11 anpassen.
2 zeigt ein zweites Ausführungsbeispiel einer
Kopfspulenanordnung 13, die als Teil des Gehäuses 2 wiederum
ein zwei Gehäuseabschnitte 4, 5 umfassendes Gehäuseteil
2a aufweist, das auf einer Seite in einer Linearführung
8 gelagert ist. Als Betätigungselement zur Verformung bzw. Bewegung
des Gehäuseteils 2a ist hier jedoch ein Nocken 14 vorgesehen,
der, wie durch den Pfeil E angedeutet ist, um eine Achse 15 drehbar ist.
Der Nocken 14 ist über ein nicht näher dargestelltes Handrad
durch eine Bedienperson drehbar. Ist die Längsachse 16 des Nockens
14 in Horizontalrichtung ausgerichtet, so ist das Gehäuseteil
2a versenkt angeordnet. Dann ist wiederum eine individuelle Positionierung
eines Kopfes 11 möglich, Pfeil D. Durch eine Drehung des Nockens
14 sind dann Form und Position des Gehäuseteils 2a an den
Nacken 11a des Kopfes 11 anpassbar, was durch die einseitige Lagerung
des Gehäuseteils 2a in der Linearführung 8 ermöglicht
wird, Pfeil B.
Eine weitere Kopfspulenanordnung 17 mit einem bewegbaren
und verformbaren Gehäuseteils 2a des Gehäuses 2 ist
in 3 dargestellt. In diesem Fall ist das Gehäuseteil
2a durch die elastische Kraft einer Feder 18 zum Inneren der Kopfspulenanordnung
17 hin vorbelastet. Anstatt der Feder 18 kann beispielsweise auch
ein Luftkissen oder ein viskoelastisches Material vorgesehen sein.
Zur individuellen Positionierung eines Kopfes 11 wird das Gehäuseteil
2a gegen die Kraft der Feder 18 in die versenkte Stellung gedrückt,
wodurch sich der Schlitten 9 in der Linearführung 8 nach
links bewegt. Dort ist ein Arretierungsmittel 19 in Form eines Bolzens
vorgesehen, mit Hilfe dessen das Gehäuseteil 2a in der versenkten
Stellung gehalten wird. Nach der Positionierung des Kopfes wird das Gehäuseteil
2a freigegeben, indem das Arretierungsmittel 19 gelöst wird.
Danach passt sich das Gehäuseteil 2a selbsttätig aufgrund der
elastischen Kraft der Feder 18 dem Nacken 11a des positionierten
Kopfes 11 an. Damit das Gehäuseteil 2a nicht zu schnell an
den Kopf 11 anschlägt, sind in der Linearführung 8 Dämpfungsmittel
20 vorgesehen, die die Bewegung des Gehäuseteils 2a verlangsamen.
Obwohl in den Ausführungsbeispielen der 1
bis 3 jeweils ein Gehäuseteil 2a beschrieben
ist, das aus zwei starren, über ein Gelenk 6 verbundenen Gehäuseabschnitten
4 und 5 besteht, ist eine andere Ausgestaltung des Gehäuseteils
2a denkbar. So können die Abschnitte 4 und 5 selbst
eine gewisse Flexibilität aufweisen oder das gesamte Gehäuseteil
2a kann nur aus einem Abschnitt bestehen, der insgesamt flexibel ausgebildet
ist. Auch eine Ausbildung mit mehr als zwei Abschnitten und mehr als einem Gelenk
ist denkbar. Auch die Länge der Gehäuseabschnitte 4,
5 ist den entsprechenden Erfordernissen anpassbar. Zudem ist denkbar, dass
auf beiden Seiten eine Linearführung vorgesehen ist. Die seitliche Führung
im Überlappungsbereich muss zudem nicht durch eine Linearführung erfolgen,
es sind beispielsweise auch Gleitaufnahmen, Rollaufnahmen oder dergleichen denkbar.
4 zeigt ein viertes Ausführungsbeispiel einer
Kopfspulenanordnung 21. Das Gehäuseteil 2a des Gehäuses
2 besteht hier aus einem Viscoschaum 22, der zu einer bestimmten
ausgewölbten Position hin vorgespannt ist, wie durch den Pfeil F angedeutet
ist. Das Gehäuseteil 23 ist beidseitig in Gleitführungen
23 geführt. In einem weiteren Gehäuseteil 2b ist ein
ausfahrbarer Stab 24 gelagert, der als Arretierungsmittel dient. Wird der
Viscoschaum 22 in die versenkte Stellung gedrückt, so kann der Stab
24 ausgefahren werden, sodass das Gehäuseteil 2a in der versenkten
Stellung verbleibt. Natürlich sind auch andere Arretierungsmöglichkeiten
denkbar. Dann kann der Kopf 11 eines Patienten wiederum individuell positioniert
werden. Wird die Arretierung gelöst, so passt sich der vorgespannte Viscoschaum
22 automatisch der Nackenkontur 11a des Kopfes 11 an.
Damit dies nicht zu schnell geschieht, sind in den Gleitführungen
23 wiederum Dämpfungsmittel 25 vorgesehen, die die Bewegung
des Gehäuseteils 2a hinreichend dämpfen.
Obwohl in den Ausführungsbeispielen immer nur ein Gehäuseteil
2a zu sehen ist, kann auch vorgesehen sein, dass mehrere bewegbare und/oder
verformbare Gehäuseteile zur Anpassung des Gehäuses an verschiedene Nackenformen
vorgesehen sind.