CN102331566A

CN102331566A - 具有本地数据存储装置的mrt接收线圈

Info

Publication number: CN102331566A
Application number: CN2011101472152A
Authority: CN
Inventors: 塞巴斯蒂安.施米特; 马库斯.维斯特
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 2010-06-02
Filing date: 2011-06-02
Publication date: 2012-01-25
Also published as: US20120139538A1; US9075114B2; DE102010022522B4; DE102010022522A1

Abstract

本发明涉及用于磁共振断层造影系统(101)的一种方法和一种局部线圈装置(106)，该局部线圈装置(106)具有：至少一个用于从检查对象(105)接收信号(S)的天线元件(SP1，SP2，SP3)；至少一个用于将由该至少一个天线元件(SP1，SP2，SP3)接收的模拟信号(S)转换为数字化信号(D)的AD转换器(AD)；至少一个用于存储该数字化信号(D)的存储器(SP)。

Description

具有本地数据存储装置的MRT接收线圈

技术领域

本发明涉及用于磁共振断层造影系统的一种线圈装置和一种方法。

背景技术

通过磁共振断层造影对患者进行检查的磁共振设备例如在DE10314215B4中公开。

在MR断层造影中常常利用所谓的局部线圈(Loops，local coils)来拍摄具有高信噪比的图像。在此，检查对象(例如患者)的被激励的原子核通过由患者发出的辐射在接收该辐射的局部线圈中感应出电压，该电压然后经低噪声前置放大器被放大并最后经电缆连接在MR频率下传递到接收电子器件。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于，对利用局部线圈进行MRT拍摄进行优化。

上述技术问题分别是通过独立权利要求的特征来解决的。优选的扩展在从属权利要求中给出。

附图说明

本发明可能的实施方式的其它特征和优点通过以下借助附图对实施例的描述给出。在此，

图1以截面图示意性示出按照本发明的MRT线圈装置；

图2示意性示出至少内部公知的MRT系统。

具体实施方式

图2示出(例如设置在法拉第笼F或磁场绝缘的空间内的)成像磁共振断层造影设备MRT 101，其具有全身线圈102，该全身线圈102具有在此大致为管形的空间103，载有例如患者105(带有或没有局部线圈装置106)的身体的患者卧榻104可以沿箭头z的方向驶入该空间103，以便产生患者105的拍摄。在此，在患者105身上放置有一个局部线圈装置106，利用该局部线圈装置106在局部范围(也称为视场FoV)内进行拍摄。局部线圈装置106的信号由MRT101的一个例如可以通过同轴电缆或经由无线电(AN；167)与局部线圈装置106连接的分析装置(167，166，115，117，等)进行分析(例如转换为图像并进行存储或显示)。

为了利用成像磁共振断层造影设备MRT 101借助磁共振断层造影成像对检查对象105(如人体模型或患者)进行检查，向身体105入射不同的、在时间和空间特性上彼此最准确调谐的磁场。在这里具有隧道形开口103的测量室中的强磁体(通常为低温磁体107)产生静态的强主磁场B₀，其例如为0.2至3特斯拉或更强。位于患者卧榻104上的待检查的身体105被驶入主磁场B₀的观察区域FoV(“视场”)中大致均匀的区域。通过磁高频激励脉冲B1(x，y，z，t)激励身体105的原子核的核自旋，通过在此作为(例如多部分108a，108b，108c的)身体线圈108非常简化示出的高频天线(和/或必要时的局部线圈装置)入射该高频激励脉冲。高频激励脉冲例如由通过脉冲序列控制单元110控制的脉冲产生单元109产生。在通过高频放大器111放大之后，高频激励脉冲被导向高频天线108。在此示出的高频系统仅仅是示意性的。通常在一个磁共振断层造影设备101中会使用多于一个脉冲产生单元109、多于一个高频放大器111以及多于一个高频天线108a、b、c。此外，磁共振断层造影设备101还具有梯度线圈112x、112y、112z，在测量时利用它们入射用于选择层激励和用于对测量信号进行位置编码的磁梯度场。梯度线圈112x、112y、112z由梯度线圈控制单元114控制，后者与脉冲产生单元109一样与脉冲序列控制单元110连接。

由被激励的核自旋发出的MRT信号S由身体线圈108和/或至少一个局部线圈装置106接收，通过局部线圈上和/或MRT中的对应的高频前置放大器116放大，并由接收单元117进一步处理和数字化。记录的测量数据被数字化并作为复数的数值存入k空间矩阵。从该存有值的k空间矩阵通过多维傅里叶变换可以重建相关的MR图像。

对于既可以在发送模式中运行又可以在接收模式中运行的线圈，如身体线圈108和/或局部线圈106，通过前面接入的发送-接收转换器118来调节正确的信号传输。

图像处理单元119从测量数据中产生图像，该图像被通过操作控制台120显示给用户和/或被存储在存储单元121中。中央计算机单元122控制各个设备组件。

当前，在MR断层造影中通常利用所谓的局部线圈装置(Coils，local coils)来拍摄具有高信噪比(SNR)的图像。这些局部线圈装置被设置紧靠身体的上面(前部)或下面(后部)或内部的天线系统。在MR测量中，被激励的核在局部线圈的各个天线中感应出电压，该电压然后通过低噪声前置放大器(如LNA，Preamp)放大并最后被传递到接收电子器件。为了也在高分辨率的图像中改进信噪比，采用所谓的高场设备(1.5T或更高)。由于在MR接收系统上可以连接比现有的接收器更多的单独的天线，因此在接收天线和接收器之间设置开关矩阵(在此被称为RCCS)。该开关矩阵将当前活跃的接收信道(大多是恰好位于磁体的视场中的接收信道)路由到现有的接收器。由此可以连接比现有的接收器更多的线圈元件，因为在整体覆盖的情况下仅须读取位于FoV(视场)或磁体的均匀空间中的线圈。

在此，局部线圈装置106一般是指天线系统，其例如可以由一个或(作为阵列线圈)由多个天线元件SP1、SP2、SP3(特别是线圈元件)组成。这些单独的线圈元件例如实施为环形天线、蝶形天线或鞍形天线。局部线圈装置例如包括线圈元件、前置放大器、其它电子器件(外罩波陷波器等)、外壳、托架并且大多具有带插头的电缆，局部线圈装置可以通过该插头连接到MRT设备上。安装在MRT设备一侧的接收器168对由局部线圈106例如通过无线电接收的信号进行滤波和数字化，并将数据传送到数字信号处理装置119，数字信号处理装置119从该由测量获得的数据中大多导出图像或光谱，并且例如为了随后的通过用户的诊断而将其提供给用户和/或进行存储。

以下对本发明的实施例进行更详细的描述：

图1示出了示意的且粗略简化的按照本发明的用于磁共振断层造影系统101的局部线圈装置106，其具有：MRT天线元件SP1、SP2、SP3，用于接收(源自于检查对象105的被激励的核的)MR信号S；AD转换器AD，用于将由一个或多个MR天线元件SP1、SP2、SP3接收的(例如利用前置放大器VV放大后的)模拟MR信号A转换为数字化信号D；存储器SP，用于存储该数字化信号D；以及天线控制装置S/E，用于控制天线AN(在期望的时刻)向MRT 167、101发送存储的信号D以便在那里处理和/或存储数据D。

MR接收线圈106在很短的时间内测量很大的数据量。目前，至少在内部常用的架构中，首先对利用接收线圈接收的信号进行放大，必要时转换到其它频率并且然后例如通过电缆或经由无线电模拟地传输给MRT系统之外的接收器，信号在那里被数字化并进一步处理。在此，例如采用屏蔽的高频电缆。

在内部公知的是ASIC(Application specific integrated circuits，专用集成电路)形式的高度集成AD转换器，其可以在本地将利用线圈106接收的信号S数字化。此外，还公知在MR系统中利用“蓝牙”标准进行数字无线数据传输的内部方法，并且例如用于传输心电图信号。

根据本发明的一种实施方式，在局部线圈装置106中设置数据存储器SP，在其中可以临时存储接收的、数字化的测量数据(信号S)。(该存储例如可以包括在数秒或数分钟中或在脉冲序列期间或在整个成像检查期间接收的数据D)。

在测量过程中(在接收通过在FoV中的检查对象105的被激励的核发送的信号S时)数据S被实时地数字化并且首先以数字化的形式D写入到该存储器SP中。然后，发送单元S/E将数据D从存储器SP发送到MRT的单元167、119，如果该发送是可能的和/或期望的话。根据本发明的一种优选实施方式，将存储器SP和AD转换器AD以及其它组件S/E、ST共同实现在一个ASIC中。

本发明的一些可能的实施方式尤其是如下的：

-这种局部线圈装置106通过连接AN-167(如无线电)发送经前置放大的、数字化的测量数据D，该连接的带宽可以临时地低于用于测量数据S的数据率(即由线圈SP1、SP2、SP3接收并然后进行数字化的数据率)。由此，传输例如在MRT测量(在从检查对象105接收信号S)期间就已进行，从而全部数据D例如在检查结束之时或之后很短时间内就可以完全传输并且仅在短时间内将数据D的(数据量)峰值缓存在存储器SP中。在这种配置中可以将存储器SP选择得较小(例如，小于在检查期间总共产生的数据量D的20％)。在此有利的是，连接AN-167的数据率不是面向很少出现的(要发送的数据量的)最大值，而是仅面向(要发送的数据量的)平均值。

-替代地，连接AN-167仅是临时(足够好地)可用，例如仅在MRT设备101的HF系统休止状态下。在这种情况下，对数据进行临时存储(SP)并当连接AN-167是可能的、但例如患者105尚在设备101(或FoV)中时随后发送(S/E)。在该例中，存储器SP可以较大(＞20％-＜100％在对检查对象进行MRT检查期间要传输的数据D)，以排除存储器的“溢出”。在这种情况下，可以简单地通过数据传输AN-167的发送间歇来补偿MRT系统101(特别是其HF线圈和/或梯度线圈)和数据传输AN-167之间的干扰，并且可以简单地实现传输系统。

-仅当患者105和与其一起的局部线圈装置106不再处于MRT系统101、103或FoV中时，才进行传输AN-167。在此，MRT测量(对患者的成像MRT拍摄)这样结束：将局部线圈装置106(从患者105身上取下并且)例如(利用插头SR和插座SD)连接到(蓄电)充电站LS，以对其储能器ES(蓄电池等)进行充电并同时读取存储在其存储器SP中的数据D。这样，该读取可以在很短的距离内无线(如通过蓝牙或其它)地或电缆连接地(如通过同轴电缆)实现，传输的实现非常简单。在这种情况下，存储器SP要能够存储在对检查对象105进行MRT成像拍摄时产生的全部数据D。

-还可以将存储器SP实施为可移动的数据载体，在对检查对象105的MRT成像拍摄结束之后可以将其从局部线圈装置106取下并在之后插到计算机上(例如或类似于USB存储棒或者(如在数码照相机中公知的)存储卡)。

但是，为了能够快速反馈或判断成像的结果，可以在接收和记录SP(高品质的)局部线圈数据S、D的同时还允许构造在系统中的全身线圈(身体线圈)一起运行，以便产生质量较(局部线圈的图像)低的检查对象105的预览图像。

此外，本发明还有特别是以下可能的实施方式：

-使用存储器SP，在其中(除了用于成像的数据D)还存储用于成像检查的补充信息或背景信息，例如对于MRT成像拍摄所选择的协议(Protokoll)或在MRT上的设置(如脉冲序列)。在此，例如在患者105位于MRT之外时来计划检查、定位局部线圈装置106并将所计划的MRT检查的协议和/或参数分别存储在局部线圈装置106的存储器SP中。然后，将患者105带到MRT系统101，在那里将协议从局部线圈装置106的存储器SP传输到MRT设备101、110并且(作为对患者105的对MRT成像测量)实施。

-传输例如通过无线或电缆连接的连接AN-167来实现，通过逐块的校验和来保护。如果在传输数据块之后接收器系统168/177确定该数据块有错误，则重新从局部线圈装置106的存储器SP中向MRT系统167传输该数据块。

-一个新的方面是，可以在MRT局部接收线圈装置106上设置数据D的本地数据存储器SP。

Claims

1.一种用于磁共振断层造影系统(101)的局部线圈装置(106)，具有：

-至少一个天线元件(SP1，SP2，SP3)，用于从检查对象(105)接收信号(S)；

-至少一个AD转换器(AD)，用于将由该至少一个天线元件(SP1，SP2，SP3)接收的模拟信号(S)转换为数字化信号(D)；

-至少一个存储器(SP)，用于存储该数字化信号(D)。

2.根据权利要求1所述的局部线圈装置(106)，具有用于发送存储在所述存储器(SP)中的数字化信号(D)的装置(AN)。

3.根据权利要求1或2所述的局部线圈装置(106)，其中，用于发送存储的数字化信号(D)的装置(AN)包括天线(AN)，特别是蓝牙天线。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的局部线圈装置(106)，其中，所述用于发送存储的数字化信号(D)的装置(AN)具有用于基于电缆传输信号(D)的接口(SR)，特别是USB接口和/或同轴电缆接口。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的局部线圈装置(106)，其中，该局部线圈装置(106)具有用于控制天线(AN)的天线控制装置(S/E)，其优选地包括用于放大待发送(AN)的信号(D)的发送放大器。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的局部线圈装置(106)，其中，该局部线圈装置(106)具有至少一个用于在AD转换器(AD)之前放大接收的MRT信号(S)的前置放大器(VV)。

7.根据权利要求1至6中任一项所述的局部线圈装置(106)，其中，该局部线圈装置(106)具有控制器(S/E)，其构造用于在一块内分别先后发送(S/E；AN)多个存储在存储器(SP)中的信号(D)。

8.根据权利要求1至7中任一项所述的局部线圈装置(106)，其中，所述AD转换器(AD)实施为ASIC。

9.根据权利要求1至8中任一项所述的局部线圈装置(106)，其中，在一个ASIC中共同实现所述存储器(SP)和AD转换器(AD)和/或其它组件(S/E)。

10.根据权利要求1至9中任一项所述的局部线圈装置(106)，其中，该局部线圈装置(106)被构造用于，在对检查对象(105)进行成像拍摄时将数据(S)实时地数字化并且首先写入存储器(SP)。

11.根据权利要求1至10中任一项所述的局部线圈装置(106)，其中，该局部线圈装置的控制器(ST；S/E)被设置用于，在测量过程中或测量过程之后发送(AN)存储在存储器(SP)中的数据(D)。

12.根据权利要求1至11中任一项所述的局部线圈装置(106)，其中，该局部线圈装置的控制器(ST；S/E)被设置用于，通过连接(AN，167)发送存储的测量数据(D)，该连接的带宽至少临时低于用于从检查对象(105)接收数据(S)的数据率。

13.根据权利要求1至12中任一项所述的局部线圈装置(106)，其中，该局部线圈装置的控制器(ST；S/E)被设置用于，在接收MRT信号(S)期间就已经从该局部线圈装置发送数据(D)，以及仅仅暂时通过将数据(D)中的数据量峰值存储在存储器(SP)中来对该数据量峰值进行缓冲。

14.根据权利要求1至13中任一项所述的局部线圈装置(106)，其中，所述存储器(SP)的大小仅够少于20％的在对检查对象(105)进行成像拍摄时产生的数据(D)使用。

15.根据权利要求1至14中任一项所述的局部线圈装置(106)，其中，所述存储器(SP)的大小足够在对检查对象(105)进行成像拍摄时产生的全部数据(D)使用。

16.根据权利要求1至15中任一项所述的局部线圈装置(106)，其中，该局部线圈装置的控制器(ST；S/E)被设置用于，存储在对检查对象(105)进行成像拍摄期间产生的数据(D)，并且仅在对检查对象(105)进行成像拍摄之后才通过无线电或电缆连接地发送(AN)所有数据。

17.根据权利要求1至16中任一项所述的局部线圈装置(106)，其中，该局部线圈装置被构造用于，仅当检查对象(105)和/或该局部线圈装置(106)不再处于拍摄区域(FoV)中时，才传输(AN)存储的(SP)数据(D)。

18.根据权利要求1至17中任一项所述的局部线圈装置(106)，其中，该局部线圈装置具有用于将局部线圈与充电站(LS)连接(SR，SD)的装置(SR)，以便对其储能器(ES)进行充电并且同时读取存储在存储器(SP)中的数据(D)。

19.根据权利要求1至18中任一项所述的局部线圈装置(106)，其中，所述存储器(SP)被实施为能够从该局部线圈装置(106)取下的数据载体，特别是USB存储棒或者存储卡。

20.根据权利要求1至19中任一项所述的局部线圈装置(106)，其中，该局部线圈装置被构造为，在所述存储器(SP)中还能够存储用于成像的信息，特别是对于成像所选择的协议和/或成像检查的细节的信息。

21.根据权利要求1至20中任一项所述的局部线圈装置(106)，其中，该局部线圈装置被构造为，在传输存储的(SP)数据(D)时逐块地使用用于安全的校验和，其中，优选地在有错误的数据块(D)的情况下重新从存储器(SP)传输数据块(D)。

22.根据权利要求1至21中任一项所述的局部线圈装置(106)，其中，该局部线圈装置(106)是磁共振断层造影局部线圈装置(106)，以及所述天线元件(SP1，SP2，SP3)是磁共振断层造影天线元件(SP1，SP2，SP3)。

23.一种在用于磁共振断层造影系统(101)的局部线圈装置(106)中、特别是在如权利要求1至22中任一项所述的局部线圈装置(106)中存储(AD，SP，AN)信号(S，D)的方法，其中，

-利用至少一个天线元件(SP1，SP2，SP3)接收从检查对象(105)发出的信号(S)；

-利用至少一个AD转换器(AD)将由该至少一个天线元件(SP1，SP2，SP3)接收的模拟信号(S)转换为数字化信号(D)；

-将该数字化信号(D)存储在该局部线圈装置(106)中的至少一个存储器(SP)中。