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EP-4345475-B1 - LOCAL COIL FOR A MAGNETIC RESONANCE SYSTEM

EP4345475B1EP 4345475 B1EP4345475 B1EP 4345475B1EP-4345475-B1

Inventors

  • BIBER, STEPHAN

Dates

Publication Date
20260506
Application Date
20220927

Claims (13)

  1. Local coil (26), comprising a first antenna unit (31) and a second antenna unit (32), wherein the first antenna unit (31) and the second antenna unit (32) are galvanically separated and are embodied to receive magnetic resonance signals of an examination object (15), wherein the examination object (15) is a jaw region of a patient, wherein when the local coil (26) is positioned relative to the examination object (15) as per the application: • the second antenna unit (32) encloses the first antenna unit (31) at least partially along a peripheral direction of the first antenna unit (31), wherein • the first antenna unit (31) has a substantially planar design and is embodied to be arranged along an occlusion plane in an oral cavity of the examination object (15), wherein • the second antenna unit (32) is arranged on an outer surface of the examination object (15), and wherein • the second antenna unit (32) has an inductive coupling to the first antenna unit (31); wherein the second antenna unit (32) is embodied to detect a magnetic resonance signal received by the first antenna unit (31) by means of the inductive coupling, wherein • the second antenna unit (32) has at least one receive element (33), wherein the at least one receive element (33) is designed as a butterfly coil and wherein a point of intersection of the butterfly coil is arranged in a plane with the first antenna unit or wherein • the second antenna unit (32) has at least two receive elements (33), which are arranged adjacent to one another along a surface contour of the second antenna unit (32) or at least partially overlap, wherein the at least two receive elements (33) are embodied to be read out independently of one another and wherein the at least two receive elements define a plane of symmetry or a line of intersection, which is aligned substantially parallel to a main surface of the first antenna unit.
  2. Local coil according to claim 1, further having a holding element (35), which is embodied to hold the second antenna unit (32) in a predetermined position relative to the first antenna unit (31) against the outer surface of the examination object (15).
  3. Local coil according to claim 2, wherein the holding element (35) is embodied to hold the second antenna unit (32) against the outer surface of the examination object (15), when the local coil (26) is positioned relative to the examination object (15) as per the application, such that a surface normal of a main surface of the first antenna unit (31) is aligned substantially orthogonally to a surface normal of a main surface of the second antenna unit (32).
  4. Local coil according to one of the preceding claims 2 or 3, wherein the holding element (35) is embodied to hold the second antenna unit (32) against the outer surface of the examination object (15) in such a way that a geometric centre point (41) of the first antenna unit (31) is arranged in a point of intersection of a surface normal of the main surface of the second antenna unit (31) with a surface normal of the main surface of the first antenna unit (31).
  5. Local coil according to one of the preceding claims, wherein the second antenna unit (32) is shaped to match a hollow cylinder sector and encloses the examination object (15) at least partially along an outer contour of the examination object (15) when the local coil (26) is positioned relative to the examination object (15) as per the application.
  6. Local coil according to one of the preceding claims, wherein a receive element of the first antenna unit (31) is arranged in a plane, which intersects the first antenna unit (31) and is aligned parallel to a main surface of the first antenna unit (31), wherein a geometric centre point of the second antenna unit (32) lies in the plane of the receive element of the first antenna unit (31) when the local coil (26) is positioned relative to the examination object (15) as per the application.
  7. Local coil according to one of the preceding claims, wherein the second antenna unit (32) has at least three receive elements (33), wherein the at least three receive elements (33) are arranged adjacent to one another along a surface contour of the second antenna unit (32) or at least partially overlap.
  8. Local coil according to one of the preceding claims, wherein the second antenna unit (32) is shaped to match an outer contour of the jaw region (43) of the patient (15) and at least partially encloses the jaw region (43) along the outer contour.
  9. Local coil according to claim 8, wherein geometric centre points (51) of at least two receive elements (33) of the second antenna unit (32) are arranged along a sagittal plane (50) of the patient (15) and wherein the at least two receive elements (33) are arranged adjacent to one another or at least partially overlap.
  10. Local coil according to one of claims 8 or 9, wherein geometric centre points (51) of at least three receive elements (33) of the second antenna unit (32) are arranged along a transversal plane (53) of the patient (15) and wherein the at least three receive elements (33) are arranged adjacent to one another or partially overlap.
  11. Local coil according to one of claims 8 to 10, wherein geometric centre points (51) of at least two receive elements (33) of the second antenna unit (32) are arranged along a straight line, which is aligned parallel to a main surface of the first antenna unit (31) and/or an occlusion plane of the patient (15).
  12. Magnetic resonance apparatus (10), having a local coil (26) according to one of the preceding claims, wherein the magnetic resonance apparatus (10) is embodied to detect magnetic resonance signals of the examination object (15) received by the first antenna unit (31) by means of the inductive coupling to the second antenna unit (32).
  13. Magnetic resonance apparatus (10) according to claim 12 with a local coil (26) according to claim 2, further having a patient support apparatus (17), wherein the holding element (35) of the local coil (26) is connected mechanically to the patient support apparatus (17), and wherein the patient support apparatus (17) and/or the holding element (35) have a positioning unit (40) which is embodied to change a position and/or alignment of the second antenna unit (32) relative to the patient support apparatus (17).

Description

Erkrankungen der Zähne und des Zahnhalteapparats, wie z. B. Karies oder Parodontitis, werden heutzutage üblicherweise mit röntgenbasierten Bildgebungsverfahren diagnostiziert. Dabei kommen vor allem konventionelle oder digitale Röntgen-Projektionsverfahren, sowie kürzlich auch dreidimensionale Röntgenverfahren, zum Einsatz. Ein Beispiel für ein dreidimensionales Röntgenverfahren stellt die digitale Volumentomographie dar, welche für eine Bildgebung von Zähnen und des Viscerocraniums eingesetzt werden kann. Ein großer Nachteil von Röntgenverfahren ist die Notwendigkeit des Einsatzes von ionisierender Strahlung für die Bildgebung. Ein Bildgebungsverfahren, welches ionisierende Strahlen vermeidet, stellt die Magnetresonanztomografie dar. Diese ermöglicht typischerweise einen besseren Weichgewebekontrast als Röntgenverfahren und unterstützt standardmäßig eine dreidimensionale Bildgebung eines Untersuchungsobjekts. Weiterhin ermöglicht die Magnetresonanztomografie eine Bildgebung von Zysten sowie eine Erkennung einer Degradation von Dentin, noch bevor dies durch ein Röntgenverfahren erkennbar wird. Die Magnetresonanztomografie stellt somit eine potenzielle Alternative zu bekannten Röntgenverfahren bei der Bildgebung einer Gebissregion und/oder einer Kieferregion sowie der Diagnose von Zahnerkrankungen des Untersuchungsobjekts dar. Die Magnetresonanztomografie ist ein bekanntes Bildgebungsverfahren, mit welchem Magnetresonanzbilder eines Inneren des Untersuchungsobjekts erzeugt werden können. Zur Durchführung einer Magnetresonanzbildgebung wird das Untersuchungsobjekt üblicherweise in einem starken, statischen und homogenen Grundmagnetfeld (B0-Magnetfeld) einer Magnetresonanzvorrichtung positioniert. Das Grundmagnetfeld kann magnetische Feldstärken von 0,2 Tesla bis 7 Tesla aufweisen, sodass sich Kernspins des Untersuchungsobjekts entlang des Grundmagnetfeldes ausrichten. Um sogenannte Kernspinresonanzen auszulösen, werden hochfrequente Signale, sogenannte Anregungsimpulse (B1-Magnetfeld), in das Untersuchungsobjekt eingestrahlt. Jeder Anregungsimpuls bewirkt eine Abweichung einer Magnetisierung bestimmter Kernspins des Untersuchungsobjekts von dem Grundmagnetfeld um einen Betrag, welcher auch als Flipwinkel bekannt ist. Ein Anregungsimpuls kann dabei ein magnetisches Wechselfeld mit einer Frequenz aufweisen, welche der Larmorfrequenz bei der jeweiligen statischen Magnetfeldstärke entspricht. Die angeregten Kernspins können eine rotierende und abklingende Magnetisierung (Kernspinresonanz) aufweisen, welche sich mittels spezieller Antennen als Magnetresonanzsignal erfassen lässt. Zur räumlichen Kodierung der Kernspinresonanzen des Untersuchungsobjekts können dem Grundmagnetfeld magnetische Gradientenfelder überlagert werden. Die empfangenen Magnetresonanzsignale werden typischerweise digitalisiert und als komplexe Werte in einer k-Raum-Matrix gespeichert. Diese k-Raum-Matrix kann als Grundlage für die Rekonstruktion von Magnetresonanzbildern sowie einer Bestimmung von Spektroskopiedaten verwendet werden. Die Rekonstruktion eines Magnetresonanzbilds erfolgt typischerweise mittels einer mehrdimensionalen Fourier-Transformation der k-Raum-Matrix. Die Magnetresonanztomografie eignet sich aufgrund der Vermeidung von ionisierender Strahlung insbesondere für eine frequente bzw. kontinuierliche diagnostische Überwachung von Zahnerkrankungen und/oder einer Zahnentwicklung. Diagnostisch relevante Bereiche der Kieferregion eines Patienten, wie z. B. eine Mundhöhle, ein Gebiss, ein Zahnbogen oder ein Zahn, stellen jedoch ein geringes Volumen bereit, welches für eine Erzeugung von Magnetresonanzsignalen zur Verfügung steht. Ferner werden konventionelle Volumen- und Oberflächenspulen, wie z. B. Kopfspulen und Auflegespulen, in einem relativ großen Abstand zu dem diagnostisch relevanten Bereich positioniert. Aus den genannten Gründen weisen konventionelle Volumen- und Oberflächenspulen ein relativ niedriges Signal-zu-Rausch-Verhältnis auf, welches bei einer Verwendung von Magnetresonanzvorrichtungen mit niedrigen Feldstärken (z. B. zwischen 0,2 und 0,7 T) nur eine geringe Bildqualität zulässt. Die Druckschrift DE 20 2015105111 U1 beschreibt eine kabellose HF-Spule für MR-Messungen an ein Zielvolumen in einem oralen Bereich eines zu untersuchenden Objekts, welche zur weiteren Signalverarbeitung mit einer Empfangsspule einer Auswerteeinheit induktiv koppelbar ist. AGAZI SAMUEL TESFAI et al. ("Intra-oral flexible coil for improved visibility of dental root canals in MRI", PROCEEDINGS OF THE 2021 ISMRM & SMRT ANNUAL MEETING & EXHIBITION, 15-20 MAY 2021, ISMRM, 2030 ADDISON STREET, 7TH FLOOR, BERKELEY, CA 94704 USA, Nr. 3946, 30. April 2021 (2021-04-30), XP040725963) beschreiben eine dünne und flexible, induktiv gekoppelte Intraoralspule, welche an die dentale Anatomie angepasst ist und eine verbesserte Sichtbarkeit der Zahnpulpa und Wurzelkanäle erlaubt. In der Druckschrift DE 10 2007 047020 A1 wird eine Anordnung zur Übertragung vo