CN100416293C - 磁共振信号的传输方法及相应的接收装置和磁共振设备 - Google Patents

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Abstract

将由磁共振接收天线(4)接收的磁共振信号和由辅助接收天线(8)接收的辅助能量传送到非线性电抗(10)。该辅助能量由辅助发射天线(7)发射出去。非线性电抗(10)将辅助能量和磁共振信号混合为具有和频率(f+)的混合信号，并传送到混合信号发射天线。该混合信号发射天线将混合信号以混合频率(f+)发射出去。混合信号接收天线(12)接收该混合信号，并将其传送到处理装置(1)。

Description

磁共振信号的传输方法及相应的接收装置和磁共振设备
技术领域
本发明涉及一种用于从磁共振接收天线向处理装置传输磁共振信号的传输方法。本发明还涉及一种适于实施该方法的磁共振信号的接收装置以及相应的磁共振设备。
背景技术
由于可达到的信噪比，对磁共振设备具有优点的是采用所谓本地线圈或表面线圈。这类线圈一般通过电缆与处理装置连接。但是该电缆和所需的插塞接点限制了操作友好性，也限制了表面线圈和相应的信号传输的可靠性。
已公知的还有，将接收的磁共振信号转换为另一种频率，并无线地传送到处理装置。为此，在现有技术中，还需要辅助能量源(例如电池或蓄电池)和高频振荡器。
相关地，可以举出DE4126537A1。在该文献中，公开了一种从磁共振接收天线向处理装置传输磁共振信号的传输方法，其中辅助能量由具有辅助频率的辅助发射天线发射出去，其中，一部分辅助能量由辅助接收天线接收。该辅助信号(或该辅助信号的被接收部分)与由磁共振接收天线接收的磁共振信号被混合为具有混合频率的混合信号，该混合频率等于磁共振频率和辅助频率的和。该混合信号由具有混合频率的混合信号发射天线发射出去。该混合信号的一部分由混合信号接收天线接收，并传送到处理装置。
发明内容
本发明要解决的技术问题是，提供一种磁共振信号的传输方法以及相应的装置，借助它们，可以将磁共振信号无线传送到处理装置而无需设置与该接收装置对应的能量源和振荡器。
对于传输方法的技术问题是通过以下方式解决的，即，
-用具有磁共振频率的磁共振接收天线接收磁共振信号，并传送到非线性电抗；
-将辅助能量用具有至少一个辅助频率的辅助发射天线发射出去；
-由辅助接收天线接收一部分辅助能量，并以该辅助频率传送到非线性电抗；
-由非线性电抗将传送给它的辅助能量和传送给它的磁共振信号混合成具有混合频率的混合信号，该混合频率等于磁共振频率和辅助频率的和，并将该混合信号传送到混合信号发射天线。
-由混合信号发射天线至少将该混合信号发射出去；
-由混合信号接收天线接收至少一部分混合信号，并传送到处理装置。
与此相应地，对于磁共振信号的接收装置的技术问题是通过以下方式解决的，即，
-接收装置具有一个由非线性电抗和磁共振接收天线组成的混合装置、一个辅助接收天线和一个混合信号发射天线；
-借助该磁共振接收天线可以接收具有磁共振频率的磁共振信号，并将其传送到非线性电抗；
-借助该辅助接收天线可以接收具有至少一个辅助频率的辅助能量，并可以利用该辅助频率将该辅助能量传送到非线性电抗；
-该非线性电抗可以将传送给它的辅助能量和传送给它的磁共振信号混合为具有混合频率的混合信号，该混合频率等于磁共振频率与辅助频率的和，并可以将该混合信号传送到混合信号发射天线。
-借助该混合信号发射天线，可以至少传送该混合信号。
对于磁共振设备的技术问题是通过以下方式解决的，即，
-该磁共振设备具有至少一个辅助发射天线，借助该天线至少可以用一种辅助频率发射辅助能量；
-该磁共振设备具有至少一个上述接收装置；
-该磁共振设备具有至少一个混合信号接收天线，由它接收至少一部分混合信号；
-该磁共振设备具有一个处理装置，由混合信号接收天线接收的部分混合信号可以传送到该处理装置，并借助该装置可以对磁共振信号进行处理。
如果该非线性电抗产生具有附加频率的附加信号，其中该附加频率等于辅助频率与磁共振频率的差，并且该附加信号被传送到以附加频率共振的吸收回路，则在混合频率时会反射更多的能量。在此，该吸收回路可以与例如非线性电抗并联。
辅助频率与磁共振频率的差越大，由混合信号发射天线发射的能量就越大。因此，优选的是辅助频率显著高于磁共振频率。特别是，辅助频率应当至少是磁共振频率的三倍，较好的是至少五倍。优选的是，该值在磁共振频率的10倍和15倍之间。
如果检测装置仅以由辅助接收天线接收的辅助能量将磁共振接收天线调谐到磁共振频率，则根据是否将测量对象激励为磁共振或是否测量已被激励的磁共振，可以通过以下方式改变共振特性，即，在激励磁共振期间不传输辅助能量。这种做法尤其是在以下情况中特别可靠，即，如果磁共振设备也具有可以用磁共振频率发射磁共振激励信号的磁共振发射天线，并且该磁共振发射天线和辅助发射天线相互闭锁。
优选的是，将磁共振接收天线、辅助接收天线和混合信号发射天线设计为并联振荡回路，并相互串联，或者设计为串联振荡回路，并相互并联。但是也可以设计为其它结构。
优选的是，非线性电抗与天线的串联电路或并联电路并联。特别是可以将它设计为可变电抗器，也就是电容二极管。
附图说明
下面通过结合附图描述实施方式来说明其它优点和细节。其中示出了原理图：
图1是磁共振设备的示意图；
图2和图3是接收装置；
图4是两个相互闭锁的发射天线；
图5是另一个磁共振设备的示意图。
具体实施方式
根据图1和图2，磁共振设备具有控制和处理装置1。除其它之外，该控制和处理装置1控制磁共振发射天线2，从而使得该天线以磁共振频率f发射磁共振激励信号。基于该磁共振激励信号，将检查对象3(例如人)激励到磁共振。
在将检查对象3激励到磁共振之后，由接收装置5的磁共振接收天线4接收磁共振信号。所接收的磁共振信号同样具有磁共振频率f。所接收的磁共振信号由磁共振接收天线4未经改变地，特别是未放大地传送到非线性电抗10。
磁共振天线还具有辅助发射天线7。借助辅助发射天线7，以辅助频率f’将辅助能量发射出去。一部分由辅助发射天线7发射的辅助能量由辅助接收天线8接收，并同样未经改变地，特别是未放大地传送到非线性电抗10。优选的是辅助发射天线7和辅助接收天线8以辅助频率f’共振。
辅助频率f’显著大于磁共振频率f。辅助频率甚至是磁共振频率f的几倍。辅助频率应当至少是磁共振频率f的5倍，但绝不能低于3倍。在实践中，重要的是，该值在磁共振频率f的10倍到15倍之间。
根据图2，磁共振接收天线4和辅助接收天线8以及混合频率发射天线9设计为并联振荡回路，并相互串联。根据图3，磁共振接收天线4和辅助接收天线8以及混合频率发射天线9设计为串联振荡回路，并相互并联。
非线性电抗10与三个天线4、8和9的串联电路或并联电路并联。根据图2和图3，将其设计为可变电抗器10。非线性电抗10将传送给它的辅助能量部分和传送给它的磁共振信号混合成具有混合频率f+的混合信号。在此，混合频率f+等于磁共振频率f和辅助频率f’之和。接收装置5因此设计为电抗-升压混频器或参数化的放大器。
在混合辅助能量和磁共振信号时，非线性电抗10也产生具有附加频率f-的附加信号。附加频率f-等于辅助频率f’与磁共振频率f之差。该附加信号被传送到吸收回路11。吸收回路11以附加频率f-共振。该回路被设计为串联振荡回路，并与非线性电抗10并联。但也可以如图2和图3所示的那样将其设计为并联振荡回路并与非线性电抗10串联。
混合信号被传送到混合信号发射天线9，并由混合信号发射天线9未经改变的，特别是未放大的发射出去。因此优选的是，混合信号发射天线9以混合频率f+共振。发射的一部分混合信号由混合信号接收天线12接收，并被传送到控制和处理装置1。然后，控制和处理装置可以根据该混合信号重新产生磁共振信号，并对其进行处理。
根据图2和图3，磁共振接收天线4具有电容13，其值例如可以通过开关14进行控制。在此，开关14由与辅助接收天线8耦合的探测器装置15控制。
借助探测器装置15，可以探测辅助能量是否已由辅助接收天线8接收。如果已接收，则探测器装置15这样调谐磁共振接收天线4，即，使其以磁共振频率f共振。相反，如果探测器装置15没有探测到已接收辅助能量，则这样调谐磁共振接收天线4，即，使其在磁共振频率f时不共振。
根据图4，在磁共振发射天线2和辅助发射天线7之间设置阻塞元件16。标准的二进制控制信号S被直接传送到设置在磁共振发射天线2之前的阻塞元件16。相反，该控制信号S通过“非”元件17被传送到设置在辅助发射天线7之前的阻塞元件16。由此，磁共振发射天线2和辅助发射天线7被强制地相互闭锁。因此，在任意时刻最多只能由其中一个发射信号。
基于磁共振发射天线2和辅助发射天线7的相互闭锁，如果磁共振发射天线2不发射磁共振激励信号，则探测装置15才将磁共振接收天线4调谐到磁共振频率。由此，可以保护接收装置5和磁共振接收天线4免于受损。也通过这种方式保护检查对象3。
接收装置5没有自己的能量源。因此对接收装置5的能量供应只通过辅助接收天线8。尽管如此，根据本发明，可以通过简单的方式将本地接收的磁共振信号无线传送到控制和处理装置1。由于辅助发射天线7和辅助接收天线8之间的距离以及混合信号发射天线9和混合信号接收天线12之间的距离相对很小，因此上述无线传送磁共振信号就特别可能。一般该距离明确小于1米。
综上所述，磁共振装置具有唯一的接收装置5、唯一的辅助发射天线7和唯一的磁共振接收天线12。当然，如果这样选择辅助频率f’以及由辅助频率f’和磁共振频率f导出的混合频率f+，即，辅助频率f’和混合信号频率f+不互相影响，则还可以设置多个这类元件。
根据图5，甚至还可以通过唯一的宽带辅助发射天线7发射具有多个互不相同的辅助频率f’1、f’2和f’3的辅助信号。该辅助信号可以由唯一的宽带辅助接收天线8接收，并通过输入滤波器回路6传送到混合装置18。将输入滤波器回路6各调谐到辅助频率f’1、f’2和f’3之一。
混合装置18各具有一个在磁共振频率f共振的磁共振接收天线4。它还各具有一个非线性电抗10，该电抗优选地设置为可变电抗器10。混合装置18还可以具有在相应附加频率f-1、f-2和f-3共振的吸收回路11。图5中，为清楚起见没有示出吸收回路11。
由非线性电抗10产生的混合信号还具有相应的和频率f+1、f+2和f+3。通过输出滤波器回路6’，将该混合信号传送到混合信号发射天线9，并由它将混合信号发射出去。将输出滤波器回路6′各调谐到混合频率f+1、f+2和f+3之一。
由混合信号天线9发射的混合信号可以由宽带的混合信号接收天线12接收，并通过频率滤波器19分配到各处理装置中。
也就是说，借助图5的装置，也可以方便地传送由线圈阵列接收的磁共振信号。

Claims (12)

1. 一种将磁共振信号从磁共振接收天线(4)传输到处理装置(1)的传输方法，
-其中，用具有磁共振频率(f)的磁共振接收天线(4)接收该磁共振信号，并传送到一个非线性电抗(10)；
-其中，将辅助能量用一个具有至少一个辅助频率(f’)的辅助发射天线(7)发射出去；
-其中，由一个辅助接收天线(8)接收一部分辅助能量，并以该辅助频率(f’)传送到所述非线性电抗(10)；
-其中，由所述非线性电抗(10)将传送给它的辅助能量和传送给它的磁共振信号混合成具有混合频率(f+)的混合信号，该混合频率(f+)等于磁共振频率(f)和辅助频率(f’)的和，并将该混合信号传送到一个混合信号发射天线(9)；
-其中，由所述混合信号发射天线(9)至少将所述混合信号发射出去；
-其中，由一个混合信号接收天线(12)接收至少一部分混合信号，并传送到处理装置(1)；
-其中，所述非线性电抗(10)也产生一个具有附加频率(f-)的附加信号，该附加频率(f-)等于所述辅助频率(f’)与所述磁共振频率(f)的差，并且该附加信号被传送到一个以附加频率(f-)共振的吸收回路(11)。
2. 根据权利要求1所述的传输方法，其特征在于，所述辅助频率(f’)显著高于所述磁共振频率(f)。
3. 根据权利要求1或2所述的传输方法，其特征在于，由一个探测装置(15)仅以所述辅助接收天线(8)接收的辅助能量将所述磁共振接收天线(4)调谐到所述磁共振频率(f)。
4. 一种用于磁共振信号的接收装置，具有至少一个由非线性电抗(10)和一个磁共振接收天线(4)组成的混合装置(18)、一个辅助接收天线(8)和一个混合信号发射天线(9)，
-其中，借助所述磁共振接收天线(4)，接收具有磁共振频率(f)的磁共振信号，并将其传送到非线性电抗(10)；
-其中，借助所述辅助接收天线(8)，接收具有至少一个辅助频率(f’)的辅助能量，并利用该辅助频率(f’)将该辅助能量传送到非线性电抗(10)；
-其中，所述非线性电抗(10)将传送给它的辅助能量和传送给它的磁共振信号混合为具有混合频率(f+)的混合信号，该混合频率等于磁共振频率(f)与辅助频率(f’)的和，并将该混合信号传送到所述混合信号发射天线(9)；
-其中，借助该混合信号发射天线(9)，至少传送该混合信号；
-其中，所述混合装置(18)具有一个以所述辅助频率(f’)和所述磁共振频率(f)之差共振的吸收回路(11)。
5. 根据权利要求4所述的接收装置，其特征在于，所述磁共振接收天线(4)、所述辅助接收天线(8)和所述混合信号发射天线(9)设计为并联振荡回路(4，8，9)，并相互串联。
6. 根据权利要求4所述的接收装置，其特征在于，所述磁共振接收天线(4)、所述辅助接收天线(8)和所述混合信号发射天线(9)设计为串联振荡回路(4，8，9)，并相互并联。
7. 根据权利要求5或6所述的接收装置，其特征在于，所述非线性电抗(10)与所述天线的串联电路或并联电路(4，8，9)并联。
8. 根据权利要求4至6中任一项所述的接收装置，其特征在于，所述非线性电抗(10)设计为可变电抗器(10)。
9. 根据权利要求4至6中任一项所述的接收装置，其特征在于，所述辅助频率(f’)显著高于所述磁共振频率(f)。
10. 根据权利要求4至6中任一项所述的接收装置，其特征在于，所述辅助接收天线(8)与一个探测装置(15)耦合，借助该探测装置(15)，在探测由所述辅助接收天线(8)接收的辅助能量时这样调谐所述磁共振接收天线(4)，使得其以磁共振频率(f)共振。
11. 一种磁共振设备，
-具有至少一个辅助发射天线(7)，借助该天线(7)至少用一种辅助频率(f’)发射辅助能量；
-具有至少一个根据权利要求4至9中任一项所述的接收装置(5)；
-具有至少一个混合信号接收天线(12)，由其接收至少一部分混合信号；
-具有一个处理装置(1)，由混合信号接收天线(12)接收的部分混合信号传送到该处理装置(1)，并借助该装置对磁共振信号进行处理。
12. 根据权利要求11所述的磁共振设备，其特征在于，所述磁共振设备具有一个用磁共振频率(f)发射磁共振激励信号的磁共振发射天线(2)，并且该磁共振发射天线(2)和所述辅助发射天线(7)相互闭锁。
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