用于磁共振设备的全身天线装置和磁共振设备的制作方法

本实用新型以一种用于核磁共振设备的全身天线装置为出发点，

-其中，所述全身天线装置具有自身稳定(eigenstabiles)的承载管作为机械的基础结构，

-其中，所述承载管沿着管轴线的方向在管长度上延伸并且围绕管轴线观察是封闭的，

-其中，在承载管上布置有电有源或者说电气地有源(elektrischaktive)的天线元件，

-其中，天线元件在其整体上沿着管轴线的方向观察在管长度上延伸并且围绕管轴线观察分布在承载管的周向上，

-其中，天线元件在其整体上是由承载管承载的全身天线的电磁地作用的部分。

此外，本实用新型以一种磁共振设备为出发点，

-其中，所述磁共振设备具有基础磁体，所述基础磁体圆柱状地包围检查容腔或者说检查容积(untersuchungsvolumen)并且在所述检查容腔中产生在时间上恒定的、在空间上或者说位置上基本上均匀的基本磁场，

-其中，在基础磁体内径向地布置有梯度装置，所述梯度装置具有机械的承载结构和布置在所述机械的承载结构上的梯度磁体系统，

-其中，在梯度装置内径向地布置有这种天线装置。

背景技术：

磁共振系统是普遍已知的。通过这种系统对患者进行成像的和光谱学的检测。为此，将患者置入基本磁场的作用范围中，所述基本磁场具有显著的大小、例如1.5t或者3t。随后通常借助全身天线对患者的组织进行激励以发出磁共振信号。被激励的磁共振信号被检测和分析。被激励的磁共振信号的检测同样可以借助全身天线实现。然而为此通常使用专用的接收天线、所谓的局部线圈。尤其在成像的拍摄中附加地借助梯度磁体系统进行位置编码。

全身天线装置的承载管通常与管轴线垂直地观察具有柱形的、椭圆形的或者d形的横截面。所述承载管围绕(包围)患者的整个身体。在现有技术中，承载管通常由单独的、作为单元制造的元件构成。现有技术中的承载管尤其通常制造为由玻璃纤维强化的环氧树脂制成的管或者制造为环氧树脂铸管。

通过围绕芯轴绕卷玻璃纤维制造由玻璃纤维强化或者说加强的环氧树脂制成的管。之后以环氧树脂浸渍玻璃纤维。之后通过在升高的温度中(并且通常在真空中)的硬化制造承载管。在硬化之后还需要对承载管的外侧进行机械加工，以便制造出最终的形状。机械加工例如可以是磨削和/或铣削。承载管的内侧通常已经足够光滑并且能够不再进行处理或者仅须上漆。

为了制造环氧树脂铸管，制造铸模。将液态的环氧树脂压入所述铸模中，所述环氧树脂之后在升高的温度中(并且通常在真空中)硬化。通常添加填充物和/或玻璃纤维垫，以便实现更高的刚性。制成的管通常不必再被机械地加工，因为通过铸模足够精确地确定了承载管的形状。然而承载管仍可以被上漆。

通过两种方法可以制造非常高质量的并且机械稳定的承载管，所述承载管也符合对这种承载管提出的所有其它要求。然而两种方法的缺点是高成本，所述高成本具体地说是对用于制造承载管的设备的初始的投资和用于制造各个单独的承载管的单件成本。例如铸模花费数十万欧元。通过这种铸模通常每月仅能够制造8至10个承载管。

由专利文献de202016007273u1提到了一种用于磁共振设备的全身天线装置作为该专利文献中的现有技术，在所述磁共振设备中，全身天线装置具有自身稳定的承载管作为机械的基础结构。在承载管上可能布置有电有源的天线元件，所述天线元件在其整体上是由承载管承载的全身天线的电磁地作用的部分。在专利文献de202016007273u1的真正教导的范围内，全身天线布置在柔性的承载结构上。

由专利文献de202016007273u1还已知一种磁共振设备，

-其中，所述磁共振设备具有基础磁体，所述基础磁体柱状地包围检查容腔并且在所述检查容腔中产生在时间上恒定的、在空间上基本上均匀的基本磁场，

-其中，在基础磁体内径向地布置有梯度装置，所述梯度装置具有机械的承载结构和布置在所述机械的承载结构上的梯度磁体系统，

-其中，在梯度装置内径向地布置有全身天线装置。

技术实现要素：

本实用新型所要解决的技术问题在于，提供尤其能够以成本更低廉的方式制造全身天线装置的承载管的可能性。

所述技术问题通过用于磁共振设备的全身天线装置解决，

-其中，所述全身天线装置具有作为机械的基础结构的自身稳定的承载管，

-其中，所述承载管沿着管轴线的方向在管长度上延伸并且围绕管轴线观察是封闭的，

-其中，在承载管上布置有电有源的天线元件，

-其中，所述天线元件在其整体上沿着管轴线的方向观察在管长度上延伸并且围绕管轴线观察分布在承载管的周向上，

-其中，所述天线元件在其整体上是由承载管承载的全身天线的电磁地作用的部分，

按照本实用新型，所述承载管由多个管元件组装而成，所述管元件在组装之后构成承载管。

按照本实用新型这样设计开篇所述类型的全身天线装置，即承载管由多个管元件结合而成，所述管元件在组装之后构成承载管。管元件优选在组装之前是相互分离的部分，所述部分通过组装才相互紧靠地布置、尤其是连接。

可行的是，沿着管轴线的方向观察进行承载管的分段。在这种情况下，管元件沿着管轴线的方向观察是接连布置的或者说依次相续的(aufeinanderfolgen)。备选地或者附加地也可行的是，沿着周向进行承载管的分段。在这种情况下，承载管沿着周向观察包括多个管元件。承载管尤其可以沿着周向观察由多个管元件构成。然而管元件的总数应当与沿着管轴线的方向和/或沿着周向观察的分布无关地保持一目了然。总数尤其应当最高为20，其中，附加地沿着管轴线的方向和周向分别分为最多六个管元件。

-在沿着管轴线的方向观察没有分段的情况下例如可以沿着周向分为2、3、4、5或者6个管元件，所述管元件与之对应地围绕管轴线优选分别覆盖180°、120°、90°、72°或者60°的角范围并且沿着管轴线的方向观察分别在整个管长度上延伸。

-在沿着管轴线的方向观察在一个或者两个位置上分段的情况下，例如可以沿着周向不分段或者分为2、3、4、5或者6个管元件，所述管元件与之对应地围绕管轴线优选分别覆盖360°、180°、120°、90°、72°或者60°的角范围并且沿着管轴线的方向观察优选分别在一半或者三分之一的管长度上延伸。

-在沿着管轴线的方向观察在三个位置上分段的情况下，例如可以沿着周向不分段或者分为2、3、4或者5个管元件，所述管元件与之对应地围绕管轴线优选分别覆盖360°、180°、120°、90°或者72°的角范围并且沿着管轴线的方向观察优选分别在四分之一的管长度上延伸。

-在沿着管轴线的方向观察在四个位置上分段的情况下，例如可以沿着周向不分段或者分为2、3或者4个管元件，所述管元件与之对应地围绕管轴线优选分别覆盖360°、180°、120°或者90°的角范围并且沿着管轴线的方向观察优选分别在五分之一的管长度上延伸。

-在沿着管轴线的方向观察在五个位置上分段的情况下，例如可以沿着周向不分段或者分为2或3个管元件，所述管元件与之对应地围绕管轴线优选分别覆盖360°、180°或者120°的角范围并且沿着管轴线的方向观察优选分别在六分之一的管长度上延伸。

也可行的是管元件的其它设计方案。然而，与管元件的设计的具体方式方法无关地出于类型多样性的原因优选的是，至少一些管元件是彼此构造相同的。

管元件优选具有共同作用的定位辅助结构。由此以简单的方式实现了将管元件组装成完整的承载管。所述定位辅助结构例如可以设计为布置在其中一个管元件上的柱形销子，所述销子与分别布置在其它管元件上的凹部共同作用。在这种情况下，销子可以在其分别朝向其它管元件的端部处略微地缩窄，以便能够更容易地将销子导引入凹部中。备选地或者附加地，凹部可以在其开端区域中略微扩张。在这种情况下，销子应当在其分别远离其它管元件的端部上同样略微扩大，以便实现精确匹配的配合。

可行的是，管元件相互间的连接能够无损坏地松脱或者说拆卸。管元件例如可以相互螺纹连接或者在相应地设计有卡锁连接的情况下相互卡锁。也可行的是使用可拆卸的夹紧元件、例如类型为在自行车中普遍已知的所谓的快速解锁杆(英语名称：quickreleaseskewer)。

备选地可行的是，管元件相互间的连接在无损坏的情况下是不能松脱或者说拆卸的。管元件例如可以相互粘合或者在相应地设计有卡锁连接的情况下相互卡锁。这种设计方案能够特别简单地实现。

优选至少在管元件中的一些上布置用于患者卧榻的支承和导引结构。由此能够将必要的支承和导引结构以简单的方式布置在检测区域中。

在另一种设计方案中，管元件可以设计为tsg部件或者设计为rtm部件。tsg(即热塑性泡沫灌注，thermoplastischerschaumguss)和rtm(即树脂传递模塑成型，resintransfermoulding)是技术人员已知的用于制造塑料部件的方法。这种部件相对于传统的承载管不仅成本更低廉并且能够更快地制造。而且产生附加的优点，即实现了更小(小于2)的磁导率值，而在常见的环氧树脂中的磁导率值在3和5之间。由此产生了在患者身上更低的电场耦合，由此同时也降低了局部的比吸收率热点的风险。

在该设计方案中也可行的是，至少在管元件中的一些上布置用于患者卧榻的支承和导引结构。然而在这种情况下，管元件应当出于稳定性的原因在布置有用于患者卧榻的支承和导引结构的区域中局部地通过玻璃纤维或者碳纤维强化。

此外，所述技术问题通过一种磁共振设备解决，

-其中，所述磁共振设备具有基础磁体，所述基础磁体柱状地包围检查容腔并且在所述检查容腔中产生在时间上恒定的、在空间上基本上均匀的基本磁场，

-其中，在基础磁体内径向地布置有梯度装置，所述梯度装置具有机械的承载结构和布置在所述机械的承载结构上的梯度磁体系统，

-其中，在梯度装置内径向地布置有按照本实用新型的天线装置。

按照本实用新型，在开篇所述类型的磁共振设备中，在梯度装置内布置有按照本实用新型的天线装置。

附图说明

本实用新型的上述特性、特征和优点以及实现所述特性、特征和优点的方式方法结合以下对实施例的描述将更加清楚和易于理解，所述实施例结合附图详细地阐述。在此，在示意性的视图中：

图1在从侧面的剖视图中示出了磁共振设备，

图2在横截面中示出了图1的磁共振设备，

图3从侧面示出了承载管，

图4在横截面中示出了图3的承载管，

图5从侧面示出了承载管，

图6在横截面中示出了图5的承载管，

图7从侧面示出了承载管，

图8从侧面示出了两个管元件并且

图9从图8中的ix-ix方向示出了图8的管元件之一。

具体实施方式

按照图1和图2，磁共振设备具有基础磁体1。基础磁体1柱状地包围检查容腔2。基础磁体1在检查容腔2中产生在时间上恒定的、在空间上基本上均匀的基本磁场b0。基本磁场b0例如可以具有1.5t或者3t的强度。其它的强度也是可行的。基础磁体1可以设计为超导的磁体。

圆柱轴线3定义了z方向。z方向通常水平地延伸。x方向和y方向与圆柱轴线3垂直地定向。x方向通常同样水平地延伸。y方向竖直地延伸。对应的坐标系在图1和图2中分别标示在右下方。

只要以下使用术语“轴向”、“径向”和“切向”，那么所述术语始终参照圆柱轴线3。“轴向”是与圆柱轴线3平行的、即沿着z方向或者与z方向相反的方向。“径向”是在xy平面内垂直于圆柱轴线3的朝向所述圆柱轴线3或者远离所述圆柱轴线3的方向。“切向”是既垂直于轴向也垂直于径向地定向的方向。“切向”是在沿着z方向恒定的位置上并且由此在确定的xy平面中与圆柱轴线3间隔恒定的径向距离地圆形地围绕圆柱轴线3定向的方向。

借助磁共振设备应当实现对患者4的检查。检查容腔2因此必须相应地设计尺寸。尤其在径向上处于内部的、径向向外限定检查容腔2的覆盖结构5必须相应地设计尺寸。对于检查容腔2的圆形的横截面，覆盖结构5例如可以具有60cm或者例如更大的内直径d。在检查容腔2的横截面椭圆形地或者d形地设计时，产生相似的尺寸。在椭圆形的设计中，椭圆的长半轴通常沿着(水平的)x方向延伸，短半轴沿着(竖直的)y方向延伸。在d形的设计中，d的直线在下方，d的弧形的线条在d的所述直线的上方拱曲。

为了能够检查患者4，将患者4定位在患者卧榻6上并且与所述患者卧榻6共同沿着z方向移动，从而使患者4的待检查的身体区域处于检查容腔2中。患者卧榻6在此停放在支承和导引结构7上、例如停放在沿着z方向延伸的滑轨或者轨道上。

为了能够对磁共振信号进行位置编码，磁共振设备附加地具有梯度装置8。梯度装置8布置在基础磁体1的径向内部。梯度装置8具有机械的承载结构和梯度磁体系统。所述梯度磁体系统布置在所述机械的承载结构上。在梯度装置8的径向内部又布置有全身天线装置9(体线圈，英语：“bodycoil”)。在磁共振设备运行中借助全身天线装置9激励患者4或者患者4的重要的身体区域以发出磁共振信号。

全身天线装置9(以下只简称为天线装置9)与图3和图4中的视图对应地具有承载管10作为机械的基础结构。这种承载管10不具有电的功能。即所述承载管10不导引或者传导电流并且也不处于电压中。所述承载管10在电学的意义上只用作用于电气和电子的构件的承载结构和绝缘体。然而承载管10是自身稳定的。即所述承载管10能够自身不变形地尤其承载天线装置9的自重。承载管10与图3中的视图对应地沿着管轴线的方向在管长度l上延伸。围绕管轴线地观察，承载管10与图4中的视图对应地环绕地封闭。在安装的状态中，管轴线通常与圆柱轴线3一致。然而所述管轴线至少与圆柱轴线3平行地延伸。

在承载管10上布置有电有源的天线元件11。出于简洁性的原因在图3和图4中仅有一些天线元件11配设有其附图标记。天线元件11(例如电容器)和电接头之间的用于输入和输出信号的电连接结构未一同示出。在例外情况下，天线元件11可以布置在承载管10的内侧上。在这种情况下必须附加地存在朝向患者4的覆盖结构5作为独立的元件。然而在各种情况下，天线元件11与图3和图4中的视图相应地布置在承载管10的外侧上。在这种情况下，承载管10同时也可以构成覆盖结构5。然而在两种情况下天线元件11都由承载管10承载。

每个单独的天线元件11通常仅在部分外周上围绕管轴线延伸并且也沿着管轴线的方向仅在部分的管长度l上延伸。然而天线元件11在其整体上沿着管轴线的方向观察在管长度l上(必要时与承载管10的边缘保持较小的距离地)延伸。天线元件11在其整体上围绕管轴线观察分布在承载管10的周向上。天线元件11例如可以构成所谓的鸟笼式共振器的杆和端部环。在这种情况下例如可以与图4中的视图对应地存在总共8个均匀地围绕管轴线分布地布置的杆。然而也可行的是其它数量的杆、尤其是16个杆或者32个杆。天线元件11备选地可以构造为天线阵列的各个单独的天线。天线元件11与其具体的设计方案无关地在其整体上是全身天线的电磁作用的部分。

在一种优选的设计方案中，管元件12首先可以单独地装载布置在其上的天线元件11。在这种情况下只需在将管元件12组装成完整的承载管10之后将布置在一个管元件12上的天线元件11与布置在另一个管元件12上的天线元件11进行桥接。然而也可行的是，在组装成承载管10之后才进行管元件12的装载。

在全身天线和梯度装置8的梯度磁体系统之间附加地布置有高频护罩。所述高频护罩用于使全身天线装置9的高频场远离梯度装置8。高频护罩通常具有缝隙和/或以高频可穿透的电容器桥接，由此能够降低梯度磁体系统的涡流。在附图中未一同示出高频护罩。所述高频护罩通常布置在梯度装置8的承载结构上。然而所述高频护罩也可以布置在承载管10上。

图3和图4中的承载管10如图3所表明的那样由多个管元件12结合而成。管元件12在组装之后构成承载管10。在图3和图4的设计方案的范围中，管元件12沿着管轴线的方向观察依次相续。然而具体显示的数量为四个的管元件12纯粹是示例性的。在围绕管轴线的周向上观察，管元件12分别在整个360°上延伸。

图5和图6中的承载管10基本上与图3和图4中的承载管10对应。然而与按照图3和图4的设计方案不同的是，承载管10在围绕管轴线的周向上观察由多个管元件12组成。然而具体显示的数量为四个的管元件12纯粹是示例性的。沿着管轴线的方向观察，管元件12分别在整个管长度l上延伸。在图5中也仅有几个天线元件11配设有其附图标记。示出的鸟笼式共振器的杆的数量纯粹是示例性的。

承载管10的一方面按照图3和图4的设计方案和另一方面按照图5和图6的设计方案也是能够相互结合的。因此也可行的是，制造分别既沿着管轴线的方向被分段也围绕管轴线观察被分段的承载管10。承载管10例如可以由八个管元件12制造，其中，每个管元件12沿着管轴向的方向观察在一半的管长度l上延伸并且围绕管轴线观察在90°的角上延伸。具有相应适配的尺寸设计的管元件12的其它数量也是可行的。

在按照图3至图6的承载管10的设计方案中，多个管元件12彼此结构相同地构造。即仅需要一种类型的管元件12。然而也可行的是使用多种不同类型的管元件12。然而管元件12中的至少一些应当彼此结构相同地构造。

例如在个别情况下可能出于改善稳定性的原因与图7中的视图对应地合理的是，将管元件12彼此啮合。在这种情况下需要至少两种不同类型的管元件12，即一方面需要在图7中除了附图标记12之外配设有附图标记12′的中部元件，并且另一方面需要在图7中除了附图标记12外配设有附图标记12″的端部元件。在图7中仅示出了承载管10本身。天线元件11未一同示出。

为了能够精确匹配地将管元件12相互连接，管元件12优选具有配合作用或者说共同作用的定位辅助结构13。这同样地适用于图3至图7的设计方案。管元件12例如可以与图8和图9中的视图对应地具有作为定位辅助装置13的销子13′，所述销子能够在管元件12接合时精确匹配地分别导引入其它的管元件12的凹部13″中。销子13′可以与图8中的视图对应地在其端部缩窄靠拢、例如倒圆。锥状的或者截锥状的缩窄靠拢结构也是可行的。也可行的是，管元件12仅具有凹部13″并且销13′是独立的元件，所述元件在组装两个管元件12之前导引入所述两个管元件12的其中一个的凹部13″中并且在组装所述两个管元件12时导引入所述两个管元件12的另一个的凹部13″中。这种措施针对家具以所谓的木销的形式普遍已知。示出的数量分别为两个的销子13′和凹部13″纯粹是示例性的。此外，完全不同的、例如通过槽和榫的设计方案也是可行的。

在图8和图9中同时也示出了，管元件12以一种方式方法相互连接，使得所述管元件12相互间的连接能够再次无损坏地松脱。管元件12尤其可以例如借助示意性地表明的螺纹连接14相连。其它类型的可再次拆卸的连接也是可行的。备选地可行的是，这样设计管元件12相互的连接，使得管元件12相互间的连接无法无损坏地拆卸。例如可以将在卡锁之后无法再触及的卡锁连接结构相互卡锁。也可以将管元件12相互进行粘合。

如已经提到的，磁共振装置具有用于患者卧榻6的支承和导引结构7。在磁共振装置的一些设计方案中，支承和导引结构7不是布置在承载管10上，而是布置在其它位置、例如梯度装置8上。支承/导引装置7备选地可以布置在承载管10上。

可行的是，管元件12如现有技术中的整体的承载管10那样由通过玻璃纤维强化的环氧树脂或者由未经玻璃纤维强化的环氧树脂构成。管元件12的这种设计方案能够与支承和导引结构7是否布置在承载管10上无关地实现。备选地可行的是，管元件12不是由环氧树脂制造，而是构造为tsg部件或者rtm部件。这种部件相比于环氧树脂提供了优越的机械特性和电学特性。

如果在制造为tsg部件或者rtm部件的情况下，支承和导引结构7不是布置在承载管10上，则承载管10不受患者卧榻7和患者4的重力的负载。而如果在制造为tsg部件或者rtm部件的情况下，支承和导引结构7布置在承载管10上，则承载管受到患者卧榻7和患者4的重力负载。支承和导引结构7布置在管元件12中的至少一些上。为了能够承接并且传递出现的重力，在这种情况下应当在布置支承和导引结构7的区域中局部地通过玻璃纤维或者碳纤维强化管元件12。这在图4和图6中通过相应的阴影线表明。此外，承载管10在这种情况下在其两个端部挂起来，以便将出现的力、尤其是重力例如导出至梯度装置8或者基础磁体1上。

总而言之本实用新型由此涉及以下内容：

用于磁共振装置的全身天线装置9具有作为机械的基础结构的自身稳定的承载管10，所述承载管沿着管轴线的方向在管长度l上延伸并且围绕管轴线观察是封闭的。在承载管10上布置有电有源的天线元件11，所述天线元件11在其整体上沿着管轴线的方向观察在管长度l上延伸并且围绕管轴线观察分布在承载管10的周向上。天线元件11在其整体上是由承载管10承载的全身天线的电磁地作用的部分。承载管10由多个管元件12结合而成，所述管元件在组装之后构成承载管10。

本实用新型具有多种优点。尤其既能够显著降低工具成本也能够显著降低零件成本，并且此外能够实现更快速的制造。此外，在使用tsg部件和rtm部件时能够实现优越的电学特性。管元件12和整体的承载管10都比现有技术中更轻。此外，在到现场才组装的情况下可以显著降低运输体积。通过玻璃纤维或者碳纤维的纤维强化可以降低至必须的最小量。

尽管通过优选的实施例详细地在细节中说明和阐述了本实用新型，但是本实用新型并不局限于公开的示例，并且技术人员能够在不脱离本实用新型的保护范围的情况下由此推导出其它的变型。