Einleitung: HF-Spulen stellen in der magnetischen Kernspintomographie Schlüsselkomponenten in
der Hardware dar. Durch Anpassung der HF-Spulen, an eine spezifische Problemstellung
in der Bildgebung, ist man in der Lage physikalische Bildparameter zu optimieren.
In dieser Studie sollen Lymphknoten in Mäuseknien mit einem klinischen Ganzkörper-MR-Tomographen
(Magnetom Expert, 1.0 Tesla, 20 mT/m, Siemens, Erlagen) visualisiert werden. Ziel
ist die Entwicklung von Oberflächenempfangsspulen hoher Güte für die MR-Bildgebung.
Zusätzlich soll der Herstellungsaufwand hinsichtlich Material und Zeit vertretbar
sein.
Material und Methode: Es wurden Oberflächenspulen mit verschiedenen Durchmessern (1cm-2.5cm) und unterschiedlicher
Leitergeometrie (Ring, Rechteck, Spirale, konzentrischer Rechteck-Ring) hergestellt.
Die Spulenentwicklung erfolgte unter der Verwendung von kupferkaschierten Leiterplatinen
im positiv Photoätzverfahren. Vor dem Spulenbau wurde mittels des Bio-Savart'sche
Gesetzes die magnetische Feldverteilung simuliert. Mithilfe eines Maching-Tuning-Netzwerkes
und eines Netzwerkanalysators erfolgte die Anpassung der Spulen auf die benötigte
Resonanzfrequenz und Impedanz. Durch eine passive Verstimmschaltung mit zwei antiparallel
geschalteten Dioden konnte ein ausreichender Schutz des Gerätes und des Messobjektes
gewährleistet werden. Vor der Anwendung erfolgte eine Vergleichsmessung der Güte und
Verschiebung der Resonanzfrequenz mit und ohne Beladung der Spulen. Anschließend wurden
an Mäusen Knielymphknoten akquiriert und hinsichtlich diagnostische Aussagekraft evaluiert.
Ergebnisse: Der Herstellungs- und Materialaufwand der Spulen sind gering und kostengünstig.
Die Güte Q als ein Maß in wieweit die Spuleninduktivität über die Verlustmechanismen
dominieren, zeigt bei konzentrischer Rechteck-Ring-Geometrie die höchsten Werte bei
minimaler Lastabhänigigkeit auf (Q=70,34; Qbeladen=63,6). Durch die Verteilung der Kapazitäten wird hier eine höhere Spulengüte und
eine geringe Frequenzverschiebung im Vergleich zu konzentrierter Kapazität bei den
anderen Spulen erreicht
Alle anderen getesteten Leitergeometrien weisen im Mittel einen Güterverlust bei Beladung
von ca 20% auf.
Die zu akquirierenden Schnittbilder zeichnen eine hohe diagnostische Aussagekraft
von kleinen Probenvolumen mit gutem Bildkontrast und guter Bildschärfe aufgrund eines
hohen Signal-Rausch-Verhältnisses aus.
Diskussion: Durch die hohe Güte bei geringer Lastabhänigkeit bietet das Konzept der konzentrischen
Rechteck-Ring-Spule die besten Voraussetzungen, an einem 1.0 Telsa MRT hochauflösende
Schnittbilder von kleinen Probenvolumen zu akquirieren. Durch den geringen Zeit und
Herstellungsaufwand können für spezifische MRT-Untersuchungen im Kleintierbereich
die Spulen optimal an das Messobjekt angepasst werden.
