本发明涉及一种用于利用核磁共振方法拍摄图像的偶极天线组件。
背景技术：
：：在磁共振断层成像（mrt）的情况下，通常测量质子的共振吸收。为了获得补充的信息，也拍摄如下图像，所述图像利用图像输出方法在激励x核的情况下生成。x核涉及nmr有源核，所述nmr有源核不同于氢核。所述x核对于技术人员公知。例如使用23na核或31p核。利用所述x核所实现的拍摄在大多数情况下在时间上与利用所述h核所实现的拍摄分开地进行。x核的测量产生在大多数情况下对于氢核的测量互补的信息。关于细胞生命力的新陈代谢的信息或结论例如是针对提供x核测量的附加的信息。然而，x核信号在所述mrt中显著地低于质子信号。因此，为了改善x核测量通常执行1h测量。scout图像和b0匀场例如用于借助于所述质子通道所实现的组合式测量。所述mrt在医学中目前通常利用使用0.25t与4t之间场强的仪器来运行。带有7t的场强的用于临床领域的仪器处于开发中。然而原则上，能够使用所有磁场强，然而必要时对于所述运行需要特殊许可。为了执行组合式x/1h测量，公知不同的用于构造双重或三重协调的mrt线圈组件的方法。在此，问题是所述质子的脱耦和所述线圈的x核共振。为此，已经公知不同的方法和装置。所述线圈借助于消除器、例如带有在大多数情况下在交替的腿部上的无源消除器的双重协调的鸟笼-共振器所实现的脱耦在公开文献：shengx,wujf.,boadafe,thulbornkr.experimentallyverified,theoreticaldesignofdual-tuned,low-passbirdcageradiofrequencyresonatorsformagneticresonanceimagingandmagneticresonancespectroscopyofhumanbrainat3.0tesla.magn.reson.med.1999;41:268–275.doi:10.1002/(sici）1522-2594(199902）41:2<268::aid-mrm9>3.0.co;2-g,meyerspeerm,roiges,gruetterr,magillaw.animprovedtrapdesignfordecouplingmultinuclearrfcoils.magn.reson.med.2013:n/a–n/a.doi:10.1002/mrm.24931unddabirzadeha,mcdougallmp.trapdesignforinsertablesecond‐nucleiradiofrequencycoilsformagneticresonanceimagingandspectroscopy.conceptsmagn.reson.partbmagn.reson.eng.2009;35b:121–132.doi:10.1002/cmr.b.20139中阐述。借助于pin二极管、例如两个交替失调的独立的rf线圈所实现的脱耦在公开文献：has,hamamuramj,nalciogluo,muftulerlt.apindiodecontrolleddual-tunedmrirfcoilandphasedarrayformultinuclearimaging.phys.med.biol.2010;55:2589–2600.doi:10.1088/0031-9155/55/9/011中公开。几何结构上的脱耦、例如“蝴蝶线圈”和定心的表面线圈在公开文献：bottomleypa,hardycj,roemerpb,muellerom.proton-decoupled,overhauser-enhanced,spatiallylocalizedcarbon-13spectroscopyinhumans.magn.reson.med.1989;12:348–363.doi:10.1002/mrm.1910120307.,adrianyg,gruetterr.ahalf-volumecoilforefficientprotondecouplinginhumansat4tesla.j.magn.reson.sandiegocalif19971997;125:178–184.doi:10.1006/jmre.1997.1113中阐述。另一个解决方式是经修改的共振器结构、例如带有附加的端部环的鸟笼的共振器，如其在potterwm.,wangl,mccullykk.,zhaoq.evaluationofanew1h/31pdual-tunedbirdcagecoilfor31pspectroscopy.conceptsmagn.reson.partbmagn.reson.eng.2013;43:90–99.doi:10.1002/cmr.b.21239中所描述的那样。偶极和单极天线能够与表面线圈相组合地在双重协调的系统中使用。如果所述偶极和单极天线布置在所述表面线圈的中间，那么由于两个导体组件的磁场产生逐渐消失的耦合的磁通（shajang,mirkesc,buckenmaierk,hoffmannj,pohmannr,schefflerk.three-layeredradiofrequencycoilarrangementforsodiummriofthehumanbrainat9.4tesla.magn.reson.med.2015:n/a–n/a.doi:10.1002/mrm.25666,yanx,weil,xuer,zhangx.hybridmonopole/loopcoilarrayforhumanheadmrimagingat7t.appl.magn.reson.2015:1–10.doi:10.1007/s00723-015-0656-5.yanx,xuer,zhangx.amonopole/loopdual-tunedrfcoilforultrahighfieldmri.quant.imagingmed.surg.2014;4:225–231）。所述在单/偶极线圈与表面线圈之间的脱耦机制因此也基于几何结构上的脱耦。所有方法、除了几何结构上的脱耦，需要将附加的部件带入到在其他情况下单频线圈的振荡回路中，这与附加的损耗相关联。这导致所述hf线圈的品质的降低并由此导致所述snr在所接收的mr信号方面的减少。同时，所述生产成本由于较高的结构部件成本和所述消除器或协调单元的成本过高的协调而升高。技术实现要素：因此，本发明的任务是提供一种方法和一种装置，所述方法和装置以简单的方式且成本适宜地实现1h/x核共振的脱耦，并且在此不妨碍所述hf线圈的品质。所述方法和所述装置尤其应能够在临床的相关的应用领域中在4特斯拉以下应用。从权利要求1和并列的权利要求的前序部分出发，根据本发明的任务利用在权利要求的特征部分中所说明的特征来解决。从现在起，利用根据本发明的装置和根据本发明的方法可行的是，在临床的相关的场强的情况下在使用偶极天线和表面线圈情况下也实现1h和x核频率的线圈共振的脱耦。在此，所使用的hf线圈的品质不降低。本发明的有利的改进方案在从属权利要求中说明。根据本发明，提供一种偶极天线组件，所述偶极天线组件能够围绕患者的身体部分、尤其围绕头部布置，以便激励或接收不同的核的mr信号。根据本发明，提供一种至少两个偶极天线的组件，所述组件能够围绕患者的身体部分、例如头部布置，以便激励或接收mr信号。为此，至少两个偶极天线相互机械地连接，然而不相互电连接，从而所述偶极天线在一个点处交叉并且彼此围成角度。优选地，围成相同的角度。由此，能够以这种方式布置2、3、4或更多、例如16个偶极天线。在一个组件中有超过两个偶极天线的情况下，能够实现所产生的磁场的圆周形的极化的改善。在一个偶极天线组件中的超过两个偶极天线也能够使用在用于并行的图像输出（如例如利用k空间的向下扫描所实现的快速图像输出）或并行的激励的方法中。所述偶极天线的数量向上的值仅仅通过实践的方面来限制。如果例如应测量患者的头部，那么如下组件是值得期望的，所述组件不限制所述患者的面部区。两个偶极天线例如能够以90°的角度布置或三个天线以分别为60°的角度布置。所述偶极天线的从所述交叉点出发的部分被称为偶极天线臂。所述偶极天线臂能够围成相同的或不同的角度。根据本发明，偶极天线具有至少一个曲率，所述曲率导致，所述偶极天线臂布置在半空间中并且例如形成半圆、椭圆形的区段或另一个圆形的几何结构，但是也形成尖锐部。偶极天线同样能够具有至少两个曲率，所述曲率呈现沿一个方向弯曲的多角形，例如所述偶极天线能够具有90°或95°的两个弯曲部或例如三个弯曲部，这三个弯曲部具有60°或65°。在至少两个弯曲部的情况下，所述弯曲部不必一样大，然而出于对称原因相同的角度是优选的。对于所有实施方式，固定在所述交叉点处的偶极天线应如此布置，使得所述偶极天线利用所述偶极天线臂构成伞状部，所述伞状部能够像在于一侧处敞开的笼中那样容纳患者的身体部分、例如头部。优选地，组件的偶极天线在几何结构上在其中间交叉。优选地，所有偶极天线臂一样长，从而所述偶极天线的交叉点在偶极天线的中间，然而各个臂也能够相对于其它的臂更长或更短。在一个优选的实施方式中，所述偶极天线臂在其所处的半空间中构造柱体的纵向线，其中，所述柱体的概念在数学的意义下应如此理解为，所述纵向线彼此平行并且定位在一个圆形的平面图或另一个圆形的平面图上。在另一个实施方式中，所述偶极天线臂也能够形成锥体的纵向线。例如所述锥体或被截去的锥体围成在45°与120°之间的角度。所述角度的选择取决于实践的评价标准。患者的身体部分、例如所述头部应能够由所述偶极天线来容纳，并且根据本发明的偶极天线应如此确定尺寸，使得所述偶极天线仍配合到所述mr仪器中。在另一个实施方式中，所述偶极天线能够钟形构造。所述偶极天线的臂或所述偶极天线臂包含电容或电感，由此建立对于待接收的辐射的共振频率。由此，所述偶极天线能够调整到1h核或另一种核的共振频率。所述共振频率的电容或电感的带入对于技术人员已知并且能够根据惯例来执行。在一个优选的实施方式中，所述偶极天线具有屏蔽罩，所述屏蔽罩例如安置在所述偶极天线的交叉点处和/或安置在所述偶极臂处。有利地，所述屏蔽罩安置在所述馈入点处，因为在该处出现最高的保守的e场。所述屏蔽罩能够处于所述偶极天线的弯曲部内。所述馈入点涉及偶极天线的如下点，所述点经由电路与发电机连接。每个偶极天线需要馈入点，所述馈入点能够处在所述偶极天线的任意部位处。在所述馈入点与所述发电机之间能够中间连接有源的或无源的匹配电路。优选地，所述屏蔽罩没有开口并且贯通地关闭。这具有如下优点，即在所述偶极天线元件的馈入点中同心的电场相对于所述研究对象屏蔽。这又导致所述研究对象的加热/sar的降低。所述屏蔽罩导致源自保守的e场的sar的降低，所述e场在mr线圈的情况下通常导致平均的激励功率的受限。这限制关于能应用的mrt序列的应用范围并且通常导致更长的测量时间。在一个备选的实施方式中，所述屏蔽罩也能够具有用于抑制所述mrt中的涡流效应的开口或凹坑。优选地，所述屏蔽罩相对于所述偶极天线的馈入点中心对称地固定，从而从所述偶极天线的馈入点出发在优选一致的半径中实现所述电场的屏蔽。所述屏蔽罩能够具有截球形、椭圆形、优选地以一圆度弯曲的多角形的几何结构或另一个几何结构。所述屏蔽罩具有如下优点，即保守的e场得到屏蔽，并且使涡流电场弱化。在另一个优选的实施方式中，所述根据本发明的偶极天线与表面线圈相组合，所述表面线圈与x核的共振频率相协调。为此，表面线圈优选如此安置在所述偶极天线臂处，使得所述表面线圈的横截面通过偶极天线臂到所述横截面上的投影沿着对称轴线分开。由此，相应的偶极天线和表面线圈脱耦。沿着偶极天线臂的长度能够布置一个或多个表面线圈。多个表面线圈提高用于x核测量的通道的数量，这例如能够用于在接收方面改善所述snr。优选地，所有偶极天线臂具有至少一个线圈。这具有如下优点，即在所述x核表面线圈之间沿着所述周缘不出现间隙。这样的间隙导致带有低的局部灵敏度的区域，即在所述区域中不好的snr。所述表面线圈具有电容，利用所述电容能够调整所述共振频率。所述共振频率的调整对于技术人员而言是熟悉的。在一个实施方式中，所有表面线圈调整到相同的共振频率，所述共振频率相应于确定的待测量的x核。在另一个实施方式中，所述电容在不同的表面线圈的情况下能够不同地布置，从而所述电容具有不同的共振频率。在该实施方式的情况下，能够同时测量不同的x核的信号。然而在这种情况下，在大多数情况下需要例如通过带入消除器或pin二极管使x核元件彼此间附加地脱耦。表格示出对于天线的物理数据。表格1：在相同的输入功率和最大的局部的（10g）sar的情况下的平均的b1+场，标准化到每组件1w的所接受的功率，针对于根据现有技术的鸟笼线圈和带有和没有屏蔽罩的根据本发明的偶极天线。表格2：在偶极天线与表面线圈之间的脱耦。附图说明此外，附图示出根据本发明的偶极天线组件的实施方式。其中：图1示出：根据本发明的偶极天线组件。图2示出：没有表面线圈的偶极天线组件（在其效率方面相比于现有技术）。图3示出：在两个不同的几何结构的布置下的带有屏蔽罩和线圈的根据本发明的偶极天线组件。具体实施方式在图1中示出带有四个偶极天线臂2、2a、2b、2c的偶极天线组件1，在所述偶极天线组件的情况下所述偶极天线臂2、2a、2b、2c分别具有电容/电感3、3a、3b、3c、…、3e。所述偶极天线臂是偶极天线4、5的如下区域，所述区域在所述偶极天线的馈入点6处通过用于将所述偶极天线7相互电绝缘地连接的器件来固定。屏蔽罩8处于所述弯曲部中。图2在a）列中示出一种鸟笼线圈，其中，示出所属的b1效率。b）列示出根据本发明的带有屏蔽罩的偶极天线组件和其b1效率作比较。c）列示出针对没有屏蔽罩的偶极天线组件的相同图示。在图3中，相同的装置特征具有相同的附图标记。a）侧示出带有屏蔽罩8的偶极天线组件1。所述偶极天线臂2、2a、…具有电容3、3a。表面线圈9、9a、…如此布置到所述偶极天线组件1处，使得所述表面线圈通过所述偶极天线臂2、2a在中间分开。所述线圈同样具有电容10、10a、…。b）侧示出带有相同的附图标记的相同的组件（和a）一样），然而所述线圈9、9a、…模仿所述偶极天线臂2、2a的曲率。示例在下面借助一个示例阐释本发明，而这不能起限制作用地解释。提出一种几何结构上脱耦的组件（图1）。由于弯曲的配置，所述偶极天线在200mhz的情况下具有几何结构上的基本振动。所述固有频率能够借助于接入到所述偶极结构中的同心的线圈与临床的场强相协调。附加地，带有两个垂直的偶极天线的配置方案允许正交运行。在此处所示出的实施方案中，在这两个偶极天线之间的绝缘为34db。图2示出鸟笼线圈的模拟模型以及弯曲的双重通道偶极天线及其b1+场分布。表格1描述在以相同的输入功率激励的情况下在整个大脑中的平均的b1+场以及相应的局部的（10g）sar值。所述弯曲的偶极天线提供在整个大脑中的类似的平均的b1+场强，其中，所述最大的b1+更多地聚焦于所述大脑的上方部分。经优化的实施方式将所述偶极天线与表面线圈组合，所述表面线圈与x核共振相协调。所述配置方案在图3中示出。表格2示出在偶极天线与表面线圈之间的绝缘。最大的耦合为-27db。这两个组件的几何结构上的脱耦能够容易实现并且不需要高要求的消除器。1h和x系统两者能够同时在正交下运行。不出现单个系统的本质的snr的恶化，因为没有另外的（有损失的）用于所述脱耦的部件必须接入到所述电路中。附加地，也能够将所述组件用于脱耦实验。进一步优选的实施方式使用在所述偶极天线的馈送点下方的屏蔽罩，以便将在所述点处产生的保守的电场屏蔽。表格1借助所述局部的sar值阐明屏蔽作用。弯曲的偶极天线产生1.95w/kg的最大的局部的sar。所述屏蔽罩使所述值降低到1.65w/kg。利用有导引作用的材料来屏蔽电场在mrt线圈构造中良好地已知。在所述优选的实施方式中，所述屏蔽用于双重目的：降低所述局部的sar和通过抑制在所述偶极馈送点下方的强烈的b1+峰值使所述b1+场分布均匀化。在所述屏蔽部上的涡流能够通过所述屏蔽部的缝口和用于关闭高频电流通路的电容的使用来抑制。本发明的主要特征是弯曲的偶极天线，所述弯曲的偶极天线在临床的场强的情况下实现偶极结构的使用。传统的直线的偶极在4t以下由于其长度而不能够使用。同时，所述偶极天线的弯曲以所提出的方式不破坏所述偶极本身的对称的场分布，从而与附加的mrt线圈的几何结构上的脱耦保持可行。所述优选的实施方式是至少两个偶极天线的使用，以便实现在正交下的运行。要注意的是，在直线的偶极组件中在柱状的圆周线上需要至少四个元件，以便在所述柱体内实现圆形的极化（8）。相比于标准鸟笼线圈，在所述偶极天线的馈送点处的更高的sar能够通过使用有导引作用的屏蔽罩来降低，所述屏蔽罩能够简单地集成到所述线圈中。所述屏蔽罩不阻碍对患者的眼睛和耳朵的触及，如果这例如在功能性的mrt测量期间必要的话。表面结构的添加（一个表面结构对于所述弯曲的偶极的两个端部）在几何结构上脱耦的配置方案中产生，所述配置方案理想地适用于借助于不同的核所实现的mrt。在使制造变得容易且优化snr的这种组件中，不存在对于消除器的需求。所提出的带有四个表面线圈的配置方案对于用于功能性的mrt的仪器（耳机、眼镜等）的使用提供足够空间。所述配置方案同样最好地适用于组合式pet-mr测量，因为对于伽马辐射而言起高吸收作用的金属结构仅仅在少量的空间区域中出现并且所述1h和x线圈系统的操控能够在所述pet仪器的视野外发生。构建有双重协调的4t1h/31p线圈系统。两个60cm长的在正交下的运行的弯曲的偶极为此与160mhz相协调。所述偶极天线的协调借助于在所述馈送点处的线圈来实现。在这两个偶极之间的正交绝缘为34db。在所述偶极馈送点处的保守的电场利用均匀的金属盘（屏蔽罩）来屏蔽。质子的鸟笼线圈的b1+导引能力和经屏蔽的偶极天线结构处于相同的数量级。相比于鸟笼线圈，所述局部的sar在所述弯曲的偶极天线的情况下稍微更高，然而所述值还允许在法定的sar最高极限内的可靠的使用。所述偶极天线结构与四个表面线圈组合（图3），所述表面线圈与31p频率在4t（64mhz）的情况下相协调。所述表面线圈彼此间电感地脱耦。在所述质子通道与31p通道之间的平均的脱耦在160mhz的情况下是49db并且在64mhz的情况下是-8db（表格2）。所述31p表面线圈的snr与没有所述偶极天线的大小相同的组件的snr相同。表格1鸟笼线圈带有罩的弯曲的偶极天线弯曲的偶极天线整个头部的平均的b1+（μt）0.6650.6340.657最大的10gsar（w/kg）1.141.621.95在相同的输入功率情况下的平均的b1+场和最大的局部的（10g）sar，标准化到每组件1w的所接受的功率表格2在偶极天线与表面线圈之间的脱耦最小。当前第1页12当前第1页12