DE19511796C2 - Kopfantenne für Magnetresonanzuntersuchungen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Kopfantenne für Magnetresonanz­ untersuchungen des Kopfes im Zusammenhang mit chirurgischen Eingriffen im Kopfbereich mit einem Untersuchungsraum, der so bemessen ist, daß er den Kopf aufnehmen kann, und einem als Rahmenantenne ausgebildeten Antennenleiter, der den Untersu­ chungsraum in einer Untersuchungsposition umschließt.

Eine Kopfantenne der eingangs genannten Art ist aus der DE 43 18 134 A1 bekannt. Die Antenne umfaßt einen als Rahmen­ antenne ausgebildeten Antennenleiter. Nach Lagerung des Kop­ fes auf einer Patientenlagerungseinrichtung wird die senk­ recht ausgerichtete Rahmenantenne parallel zur Patientenlage­ rungseinrichtung verschoben, bis sich der Kopf im Untersu­ chungsraum der Antenne befindet.

Sollen Magnetresonanzuntersuchungen insbesondere während neu­ rochirurgischer Eingriffe durchgeführt werden, ist eine sta­ bile Halterung des Kopfes erforderlich, um zum einen sicher­ zustellen, daß sich die Lage des Kopfes während des Eingriffs nicht ändert, und zum anderen, um die vor allem während der Trepanation auftretenden Kräfte aufzufangen. Bei neurochirur­ gischen Eingriffen werden daher Kopfhalterungen verwendet, die Befestigungsmittel zum Fixieren des Kopfes umfassen. Eine Kopfhalterung, die auch im Zusammenhang mit Magnetresonanzun­ tersuchungen verwendet werden kann, ist in dem Artikel von D. G. T. Thomas, C. H. Davis, S. Ingram, J. S. Olney, G. M. Byd­ der, I. R. Young: "Stereotaxis Biopsy of the Brain under MR Imaging Control", erschienen in AJNR 7: 161-163, January/Fe­ bruary 1986, beschrieben. Die Haltevorrichtung ist aus nicht­ ferromagnetischen Materialien aufgebaut. Außerdem sind im Halterahmen keine geschlossenen metallischen Schleifen ver­ wendet, die Wirbelströme führen könnten. Zusätzlich sind im Magnetresonanzbild sichtbare Markierungen an der Kopfhalte­ rung befestigt, wodurch eine genaue Zuordnung des Magnetreso­ nanzbildes zur Anatomie möglich wird. Vor der eigentlichen Operation wird zur Magnetresonanzbildgebung eine Empfangsan­ tenne um die Halterung angeordnet. Der Untersuchungsraum die­ ser Empfangsantenne ist größer als der einer normalen Kopf­ antenne, weil sowohl der Kopf als auch die Kopfhalterung da­ rin untergebracht werden müssen. Daher ist der Füllfaktor und somit auch das Signal-Rauschverhältnis gegenüber einer norma­ len Kopfantenne verschlechtert. Bei einem intra-operativen Einsatz ist zudem die Handhabung wegen der erforderlichen Zu­ gänglichkeit und der Anforderungen an eine sterile Opera­ tionsumgebung umständlich.

In der DE 44 08 761 A1 ist eine Kopfantenne für ein diagnosti­ sches Magnetresonanzgerät beschrieben, die zusammen mit ste­ reotaktischen Vorrichtungen einsetzbar ist. Bei einer Ausfüh­ rung der Kopfantenne ist in die Antennenleiter eine elektri­ sche Unterbrechungsstelle eingefügt, damit die Antenne geöff­ net werden kann. Dabei ist zumindest ein Teil der Antenne flexibel ausgestaltet. Dies erleichtert die Handhabung bei der anfänglichen Anwendung.

Aus der DE 39 32 648 A1 ist eine teilbare Antenne bekannt. Ein Antennenoberteil und ein Antennenunterteil, die beide bogen­ förmig ausgestaltet sind, bilden im zusammengefügten Zustand eine Antenne, die ein Untersuchungsgebiet umschließt. Das Antennenunterteil ist auch als eigenständige Antenne verwend­ bar.

Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, eine Kopfan­ tenne anzugeben, die im Zusammenhang mit neurochirurgischen Eingriffen eine stabile Halterung des Patientenkopfes gewähr­ leistet.

Die Aufgabe wird dadurch gelöst, daß der Antennenleiter in zwei bogenförmige Teilleiteranordnungen aufgeteilt ist, die jeweils an den Enden elektrische Kontakte zum gegenseitigen Verbinden aufweisen, daß die erste Teilleiteranordnung an ei­ nem außerhalb des Untersuchungsraums angeordneten Halteteil aus einem elektrisch nichtleitenden und nichtferromagneti­ schen Material befestigt ist, daß an dem Halteteil erste Be­ festigungsmittel angeordnet sind zum Befestigen des Halte­ teils an einer Patientenlagerungseinrichtung und daß an dem Halteteil zweite Befestigungsmittel angeordnet sind zum Fi­ xieren des Kopfes. Während des gesamten neurochirurgischen Eingriffs bleibt der Kopf des Patienten im Halteteil fixiert. Während des chirurgischen Eingriffs ist der zweite Teilleiter entfernt, so daß für den Operateur der Zugang zum Patienten nicht behindert ist. Ist während des operativen Eingriffs eine Magnetresonanz-Aufnahme notwendig, wird der Eingriff unterbrochen, und auf den feststehenden ersten Teilleiter wird der zweite Teil­ leiter aufgesteckt. Hierdurch ist die Rahmenantenne vervoll­ ständigt, und der Kopf des Patienten kann in einer Magnet­ resonanz-Anlage mit höchster Bildqualität vermessen werden. Anschließend wird der obere Teilleiter wieder entfernt und die Operation kann fortgesetzt werden.

Eine vorteilhafte Ausgestaltung zeichnet sich dadurch aus, daß der zweite Teilleiter von einem sterilisierbaren Kunst­ stoff ummantelt ist. Damit ist die Kopfantenne ohne zusätz­ liche Schutzmaßnahmen, wie z. B. Abdecken mit sterilen Tü­ chern, einsetzbar.

Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung ist dadurch gekenn­ zeichnet, daß der zweite Teilleiter flexibel ausgebildet ist. Der zweite Teilleiter ist dadurch besonders leicht an- und absteckbar und kann zudem der Anatomie angepaßt werden.

Eine besonders vorteilhafte Ausgestaltung zeichnet sich da­ durch aus, daß der erste Teilleiter auf mindestens einer seitlichen Fläche des Halteteils angeordnet ist. Durch die bauliche Einheit des Teilleiters mit dem Halteteil ist die Kopfantenne einfach aufgebaut und gut handhabbar.

Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung zeichnet sich dadurch aus, daß das Halteteil ringförmig ausgebildet ist und den Un­ tersuchungsraum umschließt. Diese konstruktive Ausgestaltung des Halteteils ermöglicht bei geringem Materialeinsatz eine besonders hohe Festigkeit und Stabilität.

Bei einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung ist an dem Halteteil ein Haltering angeordnet, woran Operationsmittel wie z. B. Spatel und ähnliches, befestigt werden können.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen sind durch die Unteran­ sprüche gekennzeichnet.

Die Erfindung wird im folgenden anhand von drei Figuren er­ läutert. Es zeigen:

Fig. 1 in einer axialen Ansicht eine erste Ausführungsform der Kopfantenne,

Fig. 2 eine Seitenansicht der Antenne nach Fig. 1 und

Fig. 3 eine Seitenansicht einer zweiten Ausführungsform der Kopfantenne.

Die in Fig. 1 in einer axialen Ansicht dargestellte Kopfan­ tenne ist zum Einsatz in Magnetresonanzgeräte mit einem Hauptmagnetfeld vorgesehen, das senkrecht zur einer Patien­ tenlängsachse, z. B. vertikal, ausgerichtet ist. Die Kopfan­ tenne umfaßt einen als Rahmenantenne mit einer oder mehreren Windungen ausgebildeten Antennenleiter 2. Der Antennenleiter 2 umschließt in einer für Magnetresonanzuntersuchungen ge­ eigneten Untersuchungsposition einen im Querschnitt kreis­ runden bis ovalen Untersuchungsraum 4, der so bemessen ist, daß er den Kopf 6 eines Patienten aufnehmen kann. Die Rahmen­ antenne ist dazu vorzugsweise ellipsoid ausgebildet. Damit der Zugang für chirurgische Eingriffe nicht behindert ist, ist der Antennenleiter 2 in zwei, in etwa gleich große, bo­ genförmige Teilleiteranordnungen 8 und 10 aufgeteilt, die an ihren Enden 12 vergoldete elektrische Kontakte 14 zum gegen­ seitigen elektrischen Verbinden aufweisen. Mit anderen Wor­ ten: die beiden Teilleiteranordnungen 8, 10 sind im wesent­ lichen als Halbringe ausgebildet. Die erste Teilleiteranord­ nung 8 ist an einem ebenfalls bogenförmig um den Untersu­ chungsraum 4 angeordneten Halteteil 16 befestigt, und zwar auf den beiden seitlichen Flächen 18 des Halteteils 16.

Das Halteteil 16 besteht aus einem mechanisch hoch belastba­ ren, elektrisch nichtleitenden und nichtferromagnetischen Material mit guten Hochfrequenzeigenschaften, wie z. B. aus Kunststoff, glasfaserverstärktem Kunststoff (GFK) oder Ke­ ramik. Besonders geeignet ist das Hochleistungs-Polymer Poly­ benzimidazol (PBI), das als Formteil erhältlich ist.

Das Halteteil 16 umfaßt erste Befestigungsmittel 20 in Form von Steckstiften, womit das Halteteil 16 in senkrechter Aus­ richtung an einer Patientenlagerungseinrichtung 22 befestigt werden kann. Zum Fixieren des Kopfes 6 sind im Halteteil 16 zweite Befestigungsmittel 24 angeordnet. Die zweiten Befesti­ gungsmittel 24 umfassen in Gewindelöcher 26 einschraubbare Knochenschrauben 28, die eine sterilisierbare Spitze besit­ zen. Die Knochenschrauben 28 bestehen aus einem nichtferro­ magnetischen Material, wie z. B. Titan. Die Spitze oder der Dorn, der in den Schädelknochen des Patienten eindringt, ist vom Gewindeteil der Knochenschraube 28 durch eine hier nicht dargestellte elektrische Isolationsschicht elektrisch ge­ trennt, um eventuell bei der Magnetresonanzuntersuchung auf­ tretende elektrische Spannungen vom Patienten fernzuhalten.

Die zweite Teilleiteranordnung 10 ist vorzugsweise flexibel ausgeführt und von einem flexiblen, sterilisierbaren Kunst­ stoff aus z. B. dem vorstehend schon angeführten Polybenzimi­ dazol ummantelt. Die sterile zweite Teilleiteranordnung 10 erleichtert wesentlich die Handhabung der Kopfantenne bei geöffnetem Schädel. Auch die erste Teilleiteranordnung 8 ist von einem Kunststoff abgedeckt, der zumindest desinfizierbar ist.

In oder an dem Halteteil 16 sind Abstimm- und Anpaßschaltun­ gen 30 untergebracht, an die eine Anschlußleitung 32 geführt ist zum Verbinden des Antennenleiters 2 mit dem eigentlichen Magnetresonanzgerät.

An dem Halteteil 16 kann ein Haltebogen 34 aus Kunststoff an einigen vorgegebenen Positionen befestigt werden. Der Halte­ bogen 34 ist vorgesehen Operationshilfsmittel, wie z. B. Hautspatel und ähnliches, zu halten. Er ist daher zusätzlich in seiner Ausrichtung einstellbar, was durch einen Doppel­ pfeil 35 symbolisiert ist.

Fig. 2 zeigt die Kopfantenne nach Fig. 1 in einer Seitenan­ sicht. Zu erkennen ist, daß der Antennenleiter 2 zwei in Rei­ he geschaltete Windungen umfaßt, wobei jeweils eine Windung an einer vorderen und einer hinteren seitlichen Fläche 18 des Halteteils 16 befestigt ist.

Bei der in Fig. 3 in einer Seitenansicht dargestellten zweiten Ausführungsform der neurochirurgischen Kopfantenne ist das Halteteil 16 ringförmig ausgebildet, und schräg zur Patien­ tenlagerungseinrichtung 22 befestigbar. Auch hier sind zweite Befestigungsmittel 24 im Halteteil zum Fixieren des Kopfes vorgesehen. Die Befestigung des Halteteils 16 an der Patien­ tenliege 22 erfolgt über ein Stativ 36. Die erste Teilleiter­ anordnung 8 ist hier im Gegensatz zur der Ausführung nach den Fig. 1 und 2 auf einem vom Halteteil 16 getrennten Träger 38 angeordnet, der seinerseits am Halteteil 16 befestigt ist und senkrecht zur Patientenlagerungseinrichtung 22 ausgerichtet ist.

Der ummantelte Teilleiter 10 ist auch hier mit einem steri­ lisierbaren Kunststoff umhüllt. Die übrigen Teile der Kopf­ antenne sind zumindest mit einem desinfizierbaren Material ummantelt oder bestehen selbst aus einem desinfizierbaren Material.

Claims (13)

1. Kopfantenne für Magnetresonanzuntersuchungen des Kopfes (6) im Zusammenhang mit chirurgischen Eingriffen im Kopfbe­ reich mit einem Untersuchungsraum (4), der so bemessen ist, daß er den Kopf (6) aufnehmen kann, und einen als Rahmen­ antenne ausgebildeten Antennenleiter (2), der den Unter­ suchungsraum (4) in einer Untersuchungsposition umschließt, dadurch gekennzeichnet, daß der Anten­ nenleiter (2) in zwei bogenförmige Teilleiteranordnungen (8, 10) aufgeteilt ist, die jeweils an den Enden (12) elek­ trische Kontakte (14) zum gegenseitigen elektrischen Verbin­ den aufweisen, daß die erste Teilleiteranordnung (8) an einem außerhalb des Untersuchungsraums (4) angeordneten Halteteil (16) aus einem elektrisch nichtleitenden und nichtferro­ magnetischen Material befestigt ist, daß an dem Halteteil (16) erste Befestigungsmittel (20) angeordnet sind zum Befe­ stigen des Halteteils (16) an einer Patientenlagrungseinrich­ tung (22) und daß an dem Halteteil (16) zweite Befestigungs­ mittel (24) angeordnet sind zum Fixieren des Kopfes (6).

2. Kopfantenne nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die zweiten Befestigungs­ mittel (24) Knochenschrauben (28) umfassen, die in entspre­ chenden Gewindelöchern (26) im Halteteil (16) angeordnet sind.

3. Kopfantenne nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Teilleiteran­ ordnung (10) von einem sterilisierbaren Kunststoff ummantelt ist.

4. Kopfantenne nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Teilleiteranordnung (10) flexibel ausgebildet ist.

5. Kopfantenne nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Rahmenantenne (2) senkrecht zur Patientenlagerungseinrich­ tung (22) ausgerichtet ist.

6. Kopfantenne nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Rah­ menantenne (2) ellipsoid ausgebildet ist.

7. Kopfantenne nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Hal­ teteil (16) bogenförmig ausgebildet ist.

8. Kopfantenne nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Teilleiteran­ ordnung (8) auf mindestens einer seitlichen Fläche (18) des Halteteils (16) angeordnet ist.

9. Kopfantenne nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Hal­ teteil (16) senkrecht zur Patientenlagerungseinrichtung (22) ausgerichtet ist.

10. Kopfantenne nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Hal­ teteil (16) ringförmig ausgebildet ist und den Untersuchungs­ raum (4) umschließt.

11. Kopfantenne nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß das Halteteil (16) schräg zur Patientenlagerungseinrichtung (22) ausgerichtet ist.

12. Kopfantenne nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß an dem Halteteil (16) ein Haltebogen (34) angeordnet ist.

13. Kopfantenne nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Teilleiteranordnung (8, 10) jeweils als Halbring ausgebildet sind.