磁共振线圈、磁共振设备和磁共振系统及线圈的运行方法
【专利摘要】本发明涉及磁共振设备的磁共振线圈，具有用于检查对象的测量空间和圆柱形鸟笼天线装置，该鸟笼天线装置具有多个至少部分围绕测量空间布置的、以圆周的天线环或与连接这些天线环的轴向的外罩棒形式的天线元件，其中天线元件包含电组件，特别是电容系统和/或电感系统。磁共振线圈还具有至少两个用以向鸟笼天线装置输送高频能量的、互相特别是以90°移相的天线馈送线。天线馈送线包含至少一个经过鸟笼天线装置的电组件中的至少一个的对称馈送线，以及至少一个在鸟笼天线装置和屏蔽接头之间的对应的不对称馈送线。还描述了具有这样的磁共振线圈的磁共振设备、具有这样的磁共振设备的磁共振系统，和用于运行用于磁共振设备的磁共振线圈的方法。
【专利说明】磁共振线圈、磁共振设备和磁共振系统及线圈的运行方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种磁共振线圈，具有用于检查对象的测量空间、圆柱形鸟笼天线装置，所述鸟笼天线装置具有多个至少部分地围绕测量空间布置的、以圆周天线环或与连接这些天线环的轴向外罩棒形式的天线元件，其中天线元件包含电组件，特别是电抗性的(reaktive)电容和/或电感系统,和至少两个互相、特别是以90°移相的天线馈送线,借助其可以向鸟笼天线装置输送高频能量。此外，本发明还涉及以此工作的磁共振设备，一种利用该磁共振设备工作的磁共振系统，以及一种用于运行这样的磁共振线圈的方法。
【背景技术】
[0002]在磁共振设备中通常将待检查的身体借助基本场系统置于相对高的、例如3或7特斯拉的基本磁场中。附加地借助梯度系统施加磁场梯度。通过高频发送系统然后借助合适的天线装置发送高频的激励信号(HF信号)，这应当导致，特定的、通过该高频场共振地激励的原子的核自旋以一个定义的翻转角相对于基本磁场的磁力线翻转。该高频激励或导致的翻转角分布也称为核磁化。在核自旋的弛豫时辐射高频信号，即所谓的磁共振信号，其借助合适的接收天线被接收并且然后被进一步处理。从这样获取的原始数据中最后可以重建期望的图像数据。用于核自旋磁化的高频信号的发送大多借助所谓的“全身线圈”、“身体线圈”或“Bodycoil”进行。一个典型的结构是鸟笼天线(Birdcage-Antenne),其具有多个发送棒，所述发送棒平行于纵轴延伸地围绕断层造影仪的患者空间布置，在检查时患者位于所述患者空间中。天线棒在端面分别环形地电容性互相连接。除了发送，这些天线也可以用于接收磁共振信号。
[0003]然而为了接收磁共振信号，目前大多采用所谓的局部线圈，其直接布置在患者的身体上。这样的局部线圈也可以构造为鸟笼天线(Birdcage-Antenne)。这些天线在其天线元件方面这样构造，即，其特别敏感地可以接收即使是小的信号，所述信号然后被放大并且可以作为原始数据使用。这样的鸟笼天线可以在检查对象或患者的身体上或与身体很近距离地形成相对大的表面天线。通过局部线圈的靠近身体的安装，可以在接收信号中并且由此在诊断的信息中获得尽可能好的信噪比(SNR)。
[0004]为了在鸟笼天线中产生圆极化，迄今为止对于这样的鸟笼天线设置(至少)两个电馈送点，其几何上这样布置，即其互相正交地位于圆柱体的圆周中。馈送点的该正交性要求至鸟笼天线的空间上(至少)两个连接点，其在天线的圆柱形承载管的圆周方向上互相张开一个90°的角度。
[0005]在每个馈送点上迄今为止连接了一个同轴电缆作为高频电缆(HF电缆)，其建立至高频功率末级的直接连接。这一点就如下来说是有问题的，在身体线圈和梯度系统的梯度线圈之间的净距离中的位置关系非常窄。电缆必须互相成90°的角度这个事实在机械上防止了，人们将其布置在唯一的圆柱区段中。出于技术的原因，例如与此相关的衰减以及所需的耐电压击穿和功率稳定性，同轴电缆不可做得任意细。
[0006]从HF电缆必须与其他电缆共用位置这一事实产生另一个问题。在身体线圈和梯度线圈之间的空间中还延伸多条至梯度线圈、至患者接口、至麦克风、监视器和照相机等的导线。这些导线与HF电缆的交叉或甚至与HF电缆的靠近，既在空间上很难实现而且由于电的串扰也不值得推荐。
[0007]沿着天线环(以下也在通常的表示中称为“端环”，即使其不一定强制地只能是在端部存在)的电流分布对于在圆柱形鸟笼天线内部形成磁共振相关的B场是决定性的。
[0008]馈送点沿着圆柱体圆周的几何正交性引起通过端环流过的HF电流的正弦形分布的形状和相位。该在天线的端面上交替偏移的、到端环上的电流分布由于电势差而在其方面是HF电流通过这些棒的的驱动源。棒电流是具有MR作用的“BI”场的原因并且通过其结构直接影响其空间取向、幅度和相位。
[0009]沿着端环的电流分布是静态的和共振的，即，呈现“驻波”。其在方位角方向上在端环上(沿着其圆周)分别具有两个突出的、静态的最小值和最大值，该最小值和最大值的位置通过馈送点的种类和位置定义。该电流分布是共振的，方式是，在端环上对于方位角方向上的基本模式恰好完成一个正弦或余弦函数的完整周期。
[0010]馈送线在几何上所处的位置和馈送线的类型均等地对于沿着端环的、方位角的电流分布的位置(空间相位)是决定性的。由于该原因，迄今为止需要的是对于具有圆极化的BI场的产生设置两个在圆周方向上正交定位的馈送点，其此外必须电移相地被控制。
[0011]但是存在两种可能性，来将馈送电缆与天线在其馈送点处连接:相对于在身体线圈和梯度线圈之间的屏蔽部上的参考点对称地(也称为“纵向于”天线元件连接)或者不对称地(也称为“横向于”天线元件地连接)。
[0012]在对称馈送线的情况下，其始终经过天线的电抗性的纵向组件(即在天线元件的纵向上连接的电容器或电感器)安装。该类型的馈送线大多要求以外罩波陷波器(Mantelwellensperre)或/和所谓的平衡不平衡转换器(Balun-Transformator)形式的对称化，以便从不对称的同轴电缆转换到对称天线。
[0013]在不对称馈送线的情况下，馈送接头(也称为“馈送端口”)位于天线和高频屏蔽之间，所述高频屏蔽为梯度线圈屏蔽身体线圈的高频信号(以下简称为“GC屏蔽”或“HF屏蔽”)。因为HF电缆以及馈送端口都相对于参考点“屏蔽”是不对称的，所以在此通过平衡不平衡转换器的强制对称化并非一定是必需的，HF电缆可能已经通过外罩波陷波器(CableTrap)退率禹。
[0014]所述馈送线在此在原则上或者可以被安装到端环上或者也可以被安装到棒上，其中传统上端环馈送是优选的。
[0015]近来(主要在具有仅两个馈送点的所谓2通道系统中)所谓的垂直-水平馈送证明是有意义的。在该情况下，沿着方位角的端环圆周的馈送点不象以前那样两个在下部、以与垂直线+/-45°的角度布置，而是在下部(在6点钟)和侧面(在9点钟)布置。由此不可避免的是，在卧榻上方必须安装馈送端口。但是该位置位于患者的肩部区域。即使通过厚的承载管壁，患者至馈送点和通常与之相关的外罩波陷波器的接近也具有不期望的失谐作用。由此有利的是，不是将馈送端口置于承载管的可由患者接触的区域，而是尽可能两者都在患者卧榻之下。
[0016]在由于提高的患者舒适度而应用越来越多的非圆柱体(例如椭圆或D形)承载管的情况下，与梯度线圈的侧面距离(在3和9点钟处)小于上部和下部。在该情况中上面提到的垂直-水平馈送(在6点钟和在9点钟)由于结构原因而根本是不可能的。
[0017]目前的现有技术也就是，必须将电缆强制地引导到身体线圈的两个不同的馈送点。馈送点必须在几何上互相正交地沿着圆柱形天线承载管的圆周布置。在沿着承载管向外距馈送点一定距离处可以将电缆折弯并且引导到一起。但是尽管如此馈送点本身必须在几何上保持正交。
[0018]机械上有利但是电方面首先不可能的是，人们可以将馈送点放在一起，从而电缆平行延伸至天线上的馈送点。有利的是，电缆可以穿过圆柱形承载管的圆周中的单个位置上的单个“电缆通道”来布置。由患者卧榻决定，在患者下面形成一个空腔，其可用于引导同轴电缆。但是这一点仅仅当人们能够将馈送位置并排或至少在相同的扇形中布置时才能进行。
【发明内容】
[0019]由此本发明要解决的技术问题是，这样进一步构造磁共振线圈，使得其一方面通过对天线及其天线馈送线的更小的干扰影响而可以实现更高的图像质量。
[0020]该技术问题通过按照本发明的磁共振线圈、按照本发明的磁共振设备以及按照本发明的磁共振系统和用于运行按照本发明的磁共振线圈的所属方法解决。
[0021]按照本发明，这样构造磁共振线圈，使得天线馈送线包含至少一个经由鸟笼天线装置的至少一个电组件、特别是电抗性的电容和/或电感系统的对称馈送线，以及至少一个在鸟笼天线装置和屏蔽接头、优选在高频屏蔽系统之间的对应的不对称馈送线。
[0022]在此有利的是，在本身公知的对称和不对称天线馈送线的组合中，首次可能的是，将这些馈送线布置在磁共振线圈的任意的角度位置，包括共同的馈送角度位置。通过相移的调节，然后可以进行补偿，以产生磁共振线圈中期望的驻波(圆极化或椭圆极化)。这在迄今的现有技术中为止是不可能的，因为在那里在相同类型的天线馈送线(对称或不对称)之间的角度，以及相移本身都始终必须是90°或者至少在90°下仅在预先定义的相对小的边界内是可改变的。
[0023]本发明的另一个主要方面是，对于唯一一个鸟笼天线，在不同的天线馈送线，即对称和不对称天线馈送线之间的按照本发明的组合，能够实现这样选择天线馈送线的接触点，即，不对称天线馈送线的引导电流的导体尽可能在靠近对应的对称天线馈送线的两个接触点的几何中点处被接触。
[0024]确切来说，应当尽可能实现，参考点、特别是对称天线馈送线的连接导线的几何中点相对于对应的不对称天线馈送线的电连接导线的与鸟笼天线装置相连的接触点，以尽可能小的角度容差位于圆柱形鸟笼天线装置的共同的角度位置中。
[0025]通过以尽可能高的精度实现在共同的角度位置处设置互相对应的天线馈送线，这一方面通过对天线和其天线馈送线的更小干扰影响而导致更高的图像质量，此外磁共振设备中在活动的和不活动的天线之间不期望的互相作用变小或被消除。附加地这样可以减小通过天线馈送的高频射线对患者的负担(比吸收率SAR，发热)。
[0026]馈送线的类型，即，是对称地通过天线的组件(纵向)还是不对称地在天线和GC屏蔽之间(横向)，直接影响沿着端环的电流分布的相位。两个馈送类型(纵向和横向)的电流分布在方位角方向上沿着端环互相并且相对于馈送点以90°的角度错移(几何正交)。以该方式，在对称馈送线的情况下在端环的圆周中的如下位置上形成电流最大值，在该位置，在不对称馈送线的情况下形成电压最大值，或电流最小值。可以说是电流的余弦或正弦分布，根据进行纵向还是横向馈送而定。
[0027]换言之:不同种类的(一个是纵向的而另一个是横向的)、但是在端环上相同位置处布置的两个馈送线，产生互相正交的电流分布。空间上来看其相对于彼此在端环的方位角方向上具有90°的相移。
[0028]现在如果向端环中相同位置一次对称(纵向)和一次不对称(横向)地馈送，则通过沿着端环圆周的叠置形成就像人们以相同的馈送源在不更换其对称性的情况下空间正交地进行馈送那样错移的电流分布。
[0029]也就是完全可能的是，在端环上的唯一位置处以两个分离的馈送电缆馈送，却仍产生在空间上不同的、90°错移的(正交的)电流分布。一个馈送位置在此是低阻的，由此相反来看如串联谐振电路那样表现并且处于电流最大值中。相反另一个是高阻的，如并联谐振电路那样表现并且位于电压最大值中。这导致两个馈送端口互相、按照和当其是相同种类但是在空间上正交时相同的方式的期望退耦。
[0030]如果如在迄今为止正交的馈送时那样现在在馈送端口处馈送以90°移相的、相同的HF信号，则总体上在测量空间中获得期望的圆极化的HF信号。
[0031 ] HF馈送电缆至天线的阻抗正确的匹配可以以任意方式进行。专业人员已知用于此的不同的可能性。同样可以在需要时采用平衡不平衡转换器作为对称环节和/或外罩波陷波器，用于相邻的HF导线的退耦。
[0032]从与提供的位置不同的角度也更好的是，对于应按照圆极化模式(CP模式)工作的天线(也称为“CP天线”)，两个馈送点在端环中唯一一个位置上集中。这主要适用于在馈送点的高度上并且在穿过承载管与之相连的外罩波陷波器上的局部SAR和患者的热负担。
[0033]局部SAR负担可以在馈送位置处在一定的情况下高于在沿着天线的端环和棒的其他位置上。当必须在两个空间上正交的位置处馈送时，几何上难以或根本不可能的是，在空间中在卧榻下同时安装两个馈送线。相反如果考虑两个馈送点在端环中唯一一个位置处集中的优选可能性，则可以对于一个CP天线将两个HF电缆在卧榻下的相同位置处与天线连接。
[0034]同样地，在其上进行馈送的位置(出于相同的电磁学原因)相对于通过接近或(还有间接的、电容的)接触引起的失谐是最敏感的。如果两个馈送点都安装在卧榻下面，则预计的是，天线调谐的稳定性不依赖于负载位置地是最大的。
[0035]与馈送位置类似敏感的还有外罩波陷波器，其也在负载被承载管壁接近的情况下容易被失谐。如果人们可以将整个馈送系统定位在卧榻下面，则该问题可感觉到地被缓解。
[0036]当HF电缆必须在其上被引导的位置的数量减半时，同样容易构建具有多端口馈送(4…8...)的圆极化天线。由此产生在系统中与其他导线更少的冲突，主要是与GC电源线，其传统上必须被定位在后面的、维修侧(Serviceseite)磁体开口的上部。由此本发明不仅包括具有两个馈送线的天线而且包括具有多个馈送线的相应天线。
[0037]对于具有鸟笼结构的局部线圈，例如头部或膝盖线圈，不取决于其是仅适合于接收还是也适合于发送，馈送点聚集的可能性从多方面来看具有大的优点。如果人们可以将多个馈送点集中在一个相同的位置上，则局部线圈的结构是细致的(filigraner)并且不需要以笨重的高频导线穿过整个线圈。馈送线可以在线圈的基座部分，在脚部分集中。馈送点中的失谐和可能需要的、馈送导线的噪声滤波器也更简单构造。
[0038]如已经提到的，该原理对于端环的馈送成立，但是也对于棒的馈送成立，或者对于到端环中和同时到棒中的组合馈送成立。
[0039]本发明还涉及一种磁共振设备，具有作为身体线圈的按照本发明的磁共振线圈、从测量空间来看径向地布置在鸟笼天线装置外部的梯度线圈系统、和在鸟笼天线装置和梯度线圈系统之间布置的高频屏蔽系统，其优选形成用于磁共振线圈的对应的不对称馈送线的屏蔽接头。本发明还涉及一种磁共振系统，其具有带有按照本发明的身体线圈和以局部线圈形式的按照本发明的磁共振线圈的这样的磁共振设备。
[0040]本发明还涉及一种用于运行磁共振设备的按照本发明的磁共振线圈的方法。
[0041]从属权利要求和其他描述包含本发明的特别有利的构造和扩展，其中一个类别权利要求也可以类似于另一个类别的权利要求来扩展。
[0042]特别地，在有利的扩展中设置，互相对应的对称和不对称天线馈送线的共同的角度位置的角度容差最大为两个相邻的外罩棒的角度距离的两倍，优选最大为一倍，特别优选最大为一半角度距离。这就是说，在端面的360°天线环上具有16个轴向天线棒和分别16个电容的优选的磁共振线圈的情况下，这些角度容差于是相应于45°、22.5°和11.25。。
[0043]利用这样的角度容差，天线中的驻波也可以无需其他麻烦的补偿措施就实现。如果来自于零位置的偏差太大，则这可以借助在两个天线馈送线的HF信号脉冲之间的相移的调节来进行。
[0044]如果天线应当发送椭圆极化HF信号，则这可以通过相移的变化和/或待馈送的信号的幅度比和必要时也可以通过馈送点的小的角度偏移实现。例如由此可以产生具有以η.360° /N相对于水平线翻转的主轴的椭圆极化的信号，其中“N”是鸟笼天线装置的天线棒的数量。在此η例如在N = 16的情况下优选是I或2。
[0045]在本发明中同样优选的是，天线馈送线的机械接头(在所述接头处导线被机械地保持在设备上)位于磁共振线圈的共同的角度位置中。由此可以构建一个非常简单和低成本的结构，因为仅在磁共振线圈和磁共振设备的唯一一个位置上需要两个天线馈送线的穿通引导。由此也避免了天线馈送线从机械固定件到电天线馈送线的连接导线的长的路径，由此也减小了干扰信号输入的危险，以及患者负担通过在紧靠患者附近的太高的高频射线的危险。
[0046]在本发明中也可以如通常的那样，对称天线馈送线的电连接导线与至少一个圆周的天线环和/或与至少一个轴向的外罩棒导电连接，特别是与磁共振设备的维修侧上的天线环导电连接。
[0047]当然对称天线馈送线的电连接导线也可以仅设有患者侧(患者的进出侧)上的天线环或附加于维修侧设置。在此特别地可以将对称天线馈送线的电连接导线在圆周的天线环和轴向的外罩棒之间的连接区域中导电相连，特别是在轴向的外罩棒中的一个上导电相连。由此将馈送的位置布置在天线棒的患者侧的端部上，从而由此不形成从天线环至天线棒的过渡损耗，以及实现了理想的偶极天线(Dipolantenne),这又改善了图像质量。
[0048]特别优选地，对称天线馈送线的两个电连接导线与在圆周的天线环和/或轴向的外罩棒上的至少一个电容器的端侧的连接导线导电相连。这是非常简单和有效的连接可能性，因为由此馈送点具有互相之间非常小的距离。
[0049]此外优选的是，对称和不对称天线馈送线的电连接导线是同轴电缆的电导线，SP内导体和与该内导体绝缘的、包围和屏蔽该内导体的外导体。当然也可以使用用于天线馈送线的其他导线种类，例如互相绝缘的和扭绞的导体。
[0050]在有利的扩展中将对称天线馈送线的电连接导线，特别是同轴电缆的内导体，与不对称天线馈送线的电接头中的一个，特别是同轴电缆的内导体短路。人们由此也可以将两个内导体在外部地导电相连并且然后将其连接导线与天线环或轴向天线棒相连。
[0051]特别有利的是，对称天线馈送线的电连接导线与在圆周的端环上和/或在轴向外罩棒上的偶数(例如2、4、6、8...)个先后串联连接的电容器的端面的连接线路导电相连，并且不对称天线馈送线的电连接导线中的一个，特别是同轴电缆的内导体，与这些电容器、特别是两个中间的电容器的电连接导线导电相连。以这种方式形成高频脉冲至天线的协调馈送，由此与前面提到的具有天线馈送线的短路的内导体的连接变型相比可以明显提高图像质量，因为一方面呈现更小的角度容差，另一方面不对称的HF激励被馈送到对称HF激励的两个连接导线的几何中点。简单地说，由此两个HF信号的馈送明显更协调并且由此在两个HF信号之间的干涉和由此在天线中这样形成的驻波明显更稳定。
[0052]本发明的特别是对称天线馈送线以及不对称天线馈送线可以具有一个或多个外罩波陷波器和/或平衡不平衡转换器，其应当防止，天线馈送线的电缆本身如天线那样起作用，这将干扰按照本发明的磁共振线圈的本来的天线运行并且由此会降低图像质量。但是特别地平衡不平衡转换器在另一种实施方式中在不对称天线馈送线情况下可以完全取消。
[0053]如已经提到的，一方面磁共振线圈可以作为用于容纳测量空间中患者的仅身体部分的局部线圈，优选作为头部线圈或膝盖线圈，另一方面作为用于容纳测量空间中尽可能整个患者的身体线圈。当然两个变型可以如已经公知的那样被组合，从而包围患者的身体部分的局部线圈位于具有对称和不对称天线馈送线的按照本发明的身体线圈内部。如从现有技术中公知的，两个线圈于是可以分离地和互相独立地被运行，但是也可以组合，例如身体线圈作为发送线圈和局部线圈作为接收线圈。
[0054]此外如提到的那样在测量空间中布置用于患者的卧榻，其中有利地对于磁共振线圈将天线馈送线的电连接导线的共同的角度位置布置在卧榻下面，特别是大约在6点钟。这具有优点，即，在患者上面的整个空间对于患者本身和可能设置的附加对象(必要时用于调节HF场的测量传感器，患者监视系统，监视器，等)保持为是可自由到达的，从而不会发生天线馈送线对按照本发明的天线和患者的不期望的干扰，从而由此既优化了图像质量，又优化了患者负担。
【专利附图】
【附图说明】
[0055]以下借助优选实施方式在参考附图的情况下再次详细描述本发明。其中:
[0056]图1示出通过按照本发明的一个实施例的具有身体线圈的磁共振断层成像设备的扫描仪壳体的横截面，
[0057]图2示出按照图1的磁共振断层成像设备的身体线圈的空间示意图，
[0058]图3示出按照本发明的天线馈送线的第一实施方式，
[0059]图4示出按照本发明的天线馈送线的第二实施方式，
[0060]图5示出按照本发明的天线馈送线的第三实施方式，
[0061]图6示出按照本发明的天线馈送线的第四实施方式，
[0062]图7示出按照本发明的天线馈送线的与第四实施方式很像的第五实施方式，
[0063]图8示出按照本发明的头部线圈的空间示意图。
【具体实施方式】
[0064]图1粗略示意性示出了通过按照本发明的磁共振设备I的扫描仪的截面。在扫描仪壳体9内部在此布置了不同的组件，其中中央地在中间保留测量空间2，即所谓的患者隧道(通常也简称为“洞”)。在该测量空间中，在卧榻4上布置了检查对象，在此是患者P。卧榻4在测量空间2内部在纵向方向13上通过马达移动或从测量空间2中经过端面26中的一个移出以放置患者P。测量空间2由扫描仪壳体9的内壁3限制，其例如由塑料管，通常是纤维玻璃组成。该内壁3由此通常也称为“承载管”3，因为在其上通常也放置身体线圈的天线结构。
[0065]按照向外短的径向距离或也直接在承载管3上有天线装置5，其具有多个单个的天线元件6，其表示了以常规的鸟笼天线形式的通常的发送/接收天线。按照本发明的高频屏蔽系统10则径向地位于天线装置5外部。该高频屏蔽系统10用于为位于更外部的梯度线圈系统7屏蔽高频信号。在此示出梯度线圈系统7的仅一个圆形包围的梯度线圈，用于形成在z方向上(在扫描仪或患者的纵向方向上)的梯度。通常梯度线圈系统还具有其他在图1中未示出的梯度线圈，其同样布置在扫描仪壳体9中，以便也在垂直于z方向的其他空间方向上施加磁场梯度。用于产生基本磁场的基本场磁体8径向地位于梯度线圈系统7外部。
[0066]属于这样的磁共振设备I的其他组件的除了别的之外还有:控制装置，以便能够相应地控制基本场磁体和磁场梯度；以及用于产生和放大高频脉冲的高频发送装置，以便将所述高频脉冲经过天线装置发送；和相应的接收装置，以便能够经过天线装置接收、放大和进一步处理来自于测量空间或检查对象的磁共振信号。发送和接收装置此外通常还具有接头，以便能够连接外部的局部线圈，其可以布置在检查对象上、下或旁并且一起移动到磁共振设备I的测量空间2中。
[0067]所有这些组件和其工作方式对于专业人员是公知的并且由此在图1中出于概览性原因没有示出。在此还要指出，本发明不仅可以在具有圆柱形患者隧道的磁共振设备，而且也可以在其他构造的磁共振设备中被采用。
[0068]图2示意性示出了按照本发明的圆柱形鸟笼天线装置5的天线元件6，其中鸟笼天线装置5的精确形状不是特别重要，从而具有椭圆形、弧形或D形或多边形基本平面的其他柱形，或这些基本平面形状的组合是可以的。
[0069]天线元件6在此包括例如两个互相相距的圆形天线环6a，其与在此八个轴向延伸并且互相平行的天线棒6b经过连接区域25互相连接，其中天线环6a以及轴向天线棒6b通过电组件-在此是电容器11多次地、规则地，即，按照大约相同的距离中断。天线环6a分别通过八个相同的电容器11八次中断，所述电容器通过相同的角度距离互相分离。而平行的天线棒6b分别仅通过唯一一个中间布置的电容器11中断。两个端侧的天线环6a —个位于所谓的患者侧26a上(患者P经过该患者侧可以在移动方向13上移动到磁共振设备I的测量空间2中并且从其又可以移出来)，并且另一个在所谓的维修侧26b上，在该维修侧上布置有磁共振系统的输入、处理和输出设备。
[0070]天线环6a和天线棒6b本身还作为电感工作，因为HF系统的频率位于MHz范围。
[0071]图3和4示出了按照图2的鸟笼天线5的实施的端面视图，然而具有围绕的高频屏蔽系统10，以及具有两个天线馈送线14、15。在此现在示出了天线馈送线的电路的两个变型，其中图3公开了简单的实施而图4公开了关于HF场的场对称性和场正交性改善的实施。
[0072]在图3中不对称天线馈送线15的中间导体18在接触点KP上经过天线环6a的相同部分与对称天线馈送线14的中间导体16导电相连并且由此与其短路，其中天线环6a的该部分经过电容器11与天线环6a的相邻部分分离。
[0073]外导体17、即对称天线馈送线14的屏蔽在此与天线环6a的相邻部分导电相连，而外导体19、即不对称天线馈送线15的屏蔽与包围了鸟笼天线5的HF屏蔽10导电相连。由此两个天线馈送线14、15的所有电导体16-19保持尽可能短，由此减小可能的干扰并且由此提高图像质量，以及降低对于患者的SAR负担(SAR = Spezifische Absorpt1nsrate,比吸收率)。
[0074]然而因为不对称天线馈送线14的中间导体18的接触点KP与电容器板11之间的中间的、通过对称天线馈送线15的导线16、17来搭接(Uberbriickt)的参考点BP的距离、即角度位置20的容差20a相对大，所以通过两个馈送线14、15产生的HF场的场对称性和场正交性在此稍有失真。
[0075]如果这一点是不期望的，则可以通过按照图4的实施方式负责，理想地参考点BP以及不对称天线馈送线14的中间导体18的接触点KP都位于在相邻的电容器Ila和Ilb之间的天线环6a的中间，从而由此可以实现通过两个馈送线14、15产生的HF场的理想的场对称性和场正交性。角度位置20的容差20a在此因此几乎为零。
[0076]在图3和4中利用附图标记24还示出对称和不对称天线馈送线14、15的共同的机械固定件，所述天线馈送线利用所述机械固定件固定在磁共振设备上。在此有利的是，仅需要天线馈送线14、15穿过HF屏蔽系统10的共同的穿通引导部，这又对图像质量和患者的SAR负担具有正面影响。
[0077]图5至7现在公开所谓的棒馈送的三个变型，S卩，天线馈送线14、15与天线棒6b电连接，而不是与按照图3和4与天线环6a。
[0078]图5类似于图3示出了一种简单的馈送，其中在此画出了多部分的天线棒6b，其五个单部分通过四个电容器11互相分离或互相连接。在两个端侧的棒6b上安装了两个端侧的环6a。利用中间的棒6b，两个天线馈送线14、15的两个中间导体17、18导电接触，其中不对称天线馈送线15的外导体19导电地布置在地或零电势或屏蔽10上，并且对称天线馈送线14的外导体17和与中间的棒6b相邻的另一个棒6b导电相连。由此已经实现了 HF馈送的好的对称性和由此实现了由天线6辐射的HF场的好的场对称性和场均匀性。
[0079]在按照图6和7的实施方式中看出另外的改善，其中类似于按照图4的实施，对称天线馈送线14的两个连接导线16、17分别与棒6b的一部分导电连接,与棒6b的这两个部分相邻的是分别经过一个电容器11的另一个中间的棒6b并且该另一个中间的棒将这两个部分互相连接。不对称天线馈送线15的中间导体18然后在中间的棒6b上被导电接触，而外导体18与地或者说零电势或优选是HF屏蔽10导电相连。
[0080]图6的相同接线对于按照图7的非常等效的实施方式成立，唯一的区别是，在此两个在中间的棒6b左边和右边经过分别一个电容器邻接的棒6b附加地分为两个部分，分别通过另一个电容器11分离。
[0081]图1中作为磁共振线圈示出了身体线圈21，整个患者P位于所述身体线圈中，而在图8中示出了以头部线圈22形式的局部线圈，在所述局部线圈中在由局部线圈的鸟笼天线结构包围的测量空间2中容纳头部23。当然替代头部23还可以容纳膝盖或任意其他身体部位。两种磁共振线圈可以单个地，但是也可以互相组合地运行。其他方面头部线圈22的天线馈送线14、15精确等于按照图3的身体线圈21的天线馈送线14、15的实施，从而相同的附图标记也涉及相同的组件。头部线圈22本身则也可以具有屏蔽10，不对称馈送线与所述屏蔽相连。替换地，任意的地接头或甚至在梯度线圈的HF屏蔽上的接头用作为屏蔽接头。
[0082]最后再次指出，前面描述的详细方法和装置是实施例并且基本原理也可以在宽的范围内由专业人员改变，而不脱离本发明的通过权利要求规定的范围。再次明确指出，所有在图中示出的电容器ll、lla、llb优选地构造为具有大约相同的电容，然而在其他实施方式中它们也完全可以具有不同的电容。但是电容的具体构造和尺寸不是本发明的内容，同样其在天线6的其余部分6a、6b上的定位也不是，因为这完全是现有技术。为完整起见还要指出，不定冠词“一个”的使用不排除，涉及的特征也可以多个存在。
[0083]附图标记列表
[0084]I磁共振设备
[0085]2测量空间
[0086]3 内壁
[0087]4 卧榻
[0088]5天线装置
[0089]6天线元件
[0090]6a天线环[0091 ] 6b外罩棒
[0092]7梯度线圈系统
[0093]8基本场磁体
[0094]9扫描仪壳体
[0095]10高频屏蔽系统
[0096]11电容系统
[0097]IlaUlb中间电容器
[0098]12电感系统
[0099]13患者P的移动方向
[0100]14对称天线馈送线
[0101]15不对称天线馈送线
[0102]16馈送导线/14的内导体
[0103]17馈送导线/14的外导体
[0104]18馈送导线/15的内导体
[0105]19馈送导线/15的外导体
[0106]20KP的角度位置
[0107]20a从KP至BP的角度容差
[0108]21身体线圈
[0109]22局部线圈
[0110]23身体部分
[0111]24 14和15的机械接头
[0112]25 6a和6b的连接区域
[0113]26 I的端侧
[0114]26a维修侧
[0115]26b患者侧
[0116]27外罩波陷波器(MWSP)
[0117]P 患者
[0118]BP在16和17之间的参考点
[0119]KP18到5或6的接触点
【权利要求】
1.一种用于磁共振设备(I)的磁共振线圈(21，22)，具有: -用于检查对象(P)的测量空间(2)， -圆柱形鸟笼天线装置(5)，其具有多个至少部分围绕测量空间(2)布置的、以圆周的天线环(6a)或连接这些天线环的轴向的外罩棒(6b)形式的天线元件(6),其中，所述天线元件(6)包含电组件(11，12)，特别是电抗性的电容系统(11)和/或电感系统(12)， -至少两个互相、特别是以90°移相的天线馈送线(14，15)，借助其能够向鸟笼天线装置(5)输送高频能量， 其中，所述天线馈送线(14，15)包含经过所述鸟笼天线装置(5)的电组件(11，12)中的至少一个电组件的至少一个对称馈送线(14)，以及在鸟笼天线装置(5)和屏蔽接头、优选为高频屏蔽系统(10)之间的至少一个对应的不对称馈送线(15)。
2.根据权利要求1所述的磁共振线圈，其中，对称天线馈送线(14)的参考点(BP)、特别是连接导线(16，17)的几何中点，相对于对应的不对称天线馈送线(14，15)的电连接线(18)的与鸟笼天线装置(5)相连的接触点(KP)，在角度容差(20a)内位于圆柱形的鸟笼天线装置(5)的共同的角度位置(20)中。
3.根据权利要求2所述的磁共振线圈，其中，互相对应的对称天线馈送线(14)和不对称天线馈送线(15)的共同的角度位置(20)的角度容差(20a)最大为两个相邻的外罩棒(6b)的角度距离(20a)的两倍,优选最大为一倍,特别优选最大为一半。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的磁共振线圈，其中，对称天线馈送线(14)的电连接导线(16，17)与圆周的天线环(6a)中的至少一个和/或与轴向的外罩棒(6b)中的至少一个导电连接，特别是与磁共振设备(I)的维修侧(26)上的天线环(6a)导电连接。
5.根据权利要求4所述的磁共振线圈，其中，对称天线馈送线(14)的电连接导线(16，17)在圆周的天线环(6a)和轴向的外罩棒(6b)之间的连接区域(25)中导电相连，特别是在轴向的外罩棒(6b)中的一个上导电相连。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的磁共振线圈，其中，对称天线馈送线(14)的每条电连接导线(16，17)分别与在圆周的天线环(6a)和/或轴向的外罩棒(6b)上的电容器(11)的一侧导电相连。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的磁共振线圈，其中，对称天线馈送线(14)和不对称天线馈送线(15)的电连接导线(16，17，18，19)是同轴电缆的电导线，并且对称天线馈送线(14)的电连接导线(16，17)中的一条、特别是同轴电缆的内导体(16)与不对称天线馈送线(15)的电接头(18，19)之一、特别是同轴电缆的内导体(18)电短路。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的磁共振线圈，其中，对称天线馈送线(14)和不对称天线馈送线(15)的电连接导线(16，17，18，19)是同轴电缆的电导线，并且对称天线馈送线(14)的电连接导线(16，17)分别与在圆周的端环(6a)和/或轴向的外罩棒(6b)上偶数个先后串联连接的电容器(11)中的两个位于端侧的电容器(11)的一个外侧导电相连，并且不对称天线馈送线(15)的电连接导线(18，19)中的一条、特别是同轴电缆的内导体(18)与相邻的电容器(11)的、特别是两个中间的电容器(11a，Ilb)的对置侧导电相连，特别是在相邻的电容器(11，11 ;lla，llb)的几何中点导电相连。
9.根据权利要求1至8中任一项所述的磁共振线圈，其中，对称天线馈送线(14)和/或不对称天线馈送线(15)具有外罩波陷波器(27)和/或平衡不平衡转换器。
10.根据权利要求1至9中任一项所述的磁共振线圈，其中，所述磁共振线圈(22)被作为局部线圈(22)构造，优选作为头部线圈或膝盖线圈构造。
11.根据权利要求1至9中任一项所述的磁共振线圈，其中，所述磁共振线圈(21)被构造为用于容纳测量空间(2)中的尽可能整个患者(P)的身体线圈(21)。
12.一种磁共振设备(1)，具有 -按照权利要求10的作为身体线圈(21)的磁共振线圈， -从测量空间(2)来看径向布置在鸟笼天线装置(5)外部的梯度线圈系统(7)，以及 -在鸟笼天线装置(5)和梯度线圈系统(7)之间布置的高频屏蔽系统(10)，其优选地形成用于磁共振线圈(21)的对应的不对称馈送线(15)的屏蔽接头(10)。
13.根据权利要求12所述的磁共振设备(1)，其中，在测量空间(2)中布置有用于检查对象⑵的卧榻(4)，并且对于磁共振线圈(21)在卧榻(4)下面，特别是大约在6点钟的位置布置有天线馈送线(14，15)的电连接导线(16，17)的共同的角度位置(20)。
14.一种磁共振系统，其具有磁共振设备(I)、特别是按照权利要求12或13所述的磁共振设备(I)，和具有按照权利要求10的磁共振线圈(22)。
15.一种用于运行用于磁共振设备(I)的磁共振线圈(21，22)的方法，所述磁共振线圈(21，22)具有鸟笼天线装置(5)，其具有多个至少部分围绕测量空间(2)布置的、以圆周的天线环(6a)或连接这些天线环的轴向的外罩棒(6b)形式的天线元件(6)，其中，所述天线元件(6)包含电组件(11，12)，特别是电抗性的电容系统(11)和/或电感系统(12)， 其中，经过至少两个互相、特别是以90°移相的天线馈送线(14，15)向所述磁共振线圈(21，22)的鸟笼天线装置(5)输送高频能量， 其中，所述天线馈送线(14，15)包含经过鸟笼天线装置(5)的电组件(11，12)中的至少一个电组件的至少一个对称馈送线(14)，以及在鸟笼天线装置(5)和屏蔽接头、优选高频屏蔽系统(10)之间的至少一个对应的不对称馈送线(15)。
【文档编号】G01R33/34GK104422911SQ201410418524
【公开日】2015年3月18日 申请日期:2014年8月22日 优先权日:2013年8月23日
【发明者】L.艾伯乐, R.拉扎, J.尼斯特勒 申请人:西门子公司