CN104914386B - 成像磁共振系统的接收器组件和成像磁共振系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于产生检查对象(4)的MR拍摄的MR系统(1)的接收器组件(10.3)，具有多个接收通道(K₁‑K_n)，分别用于接收和用于放大来自与其连接的MR系统(1)的接收线圈(8，9)的MR信号，其中，根据本发明布置了用于存储位于接收器组件(10.3)上的接收通道(K₁‑K_n)的校准数据的校准数据存储器(10.4)，并且存在用于向MR系统(1)传输校准数据的数据连接(10.5)。另外，本发明还涉及一种用于产生检查对象(4)的MR拍摄的MR系统(1)，其被构造为具有至少一个这样的接收器组件(10.3)。

Description

成像磁共振系统的接收器组件和成像磁共振系统

技术领域

本发明涉及一种用于产生检查对象的MR拍摄的MR系统(MR＝磁共振)的接收器组件，具有多个接收通道，分别用于接收和用于放大来自与其连接的MR系统的接收线圈的MR信号。另外，本发明还涉及一种用于产生检查对象的MR拍摄、特别是产生断层成像的MR拍摄的MR系统，具有：磁体系统的布置，用于产生均匀的主磁场B₀和用于位置编码的附加梯度场BG_x、BG_y、BG_z；至少一个发送线圈系统，用于产生电磁交变场B₁，以便感应出MR信号；多个接收线圈，以便接收由检查对象发出的MR信号并且向多个接收通道传输；以及具有控制电子器件的计算机系统，该计算机系统具有用于存储计算机程序的存储器，该计算机程序在运行中控制磁共振系统并且评估所测量的MR信号；其中，所述控制电子器件具有至少一个可更换的接收器组件，所述接收器组件具有分别多个接收通道，用于按通道放大所接收的MR信号。

背景技术

以上提到的上述类型的接收器组件和MR系统是普遍公知的。

因此，MR系统具有多个接收通道，其分别由多个按照串联连接的部件组成，所接收的MR信号(＝接收信号＝RX信号)经过所述部件。对于每个通道，这些部件主要包含：

-作为天线起作用的线圈，

-前置放大器，可能具有频率变换，

-接收器，具有用于准备和数字化信号的第一模拟部分(模拟RX)和用于抽取滤波的第二数字部分(数字RX)。

由于所接收的磁共振信号的高信号动态，特别是在磁场强度高于1.5特斯拉时，需要设置接收路径链式放大(RX增益)在一个或多个步骤(增益步骤，例如6dB)进行切换，以便能够处理MR信号的高动态。在两个放大级(低增益，高增益)的情况下，对于傅立叶变换后的MR信号的待采样的k空间的特定部分，接收路径按照具有RX系统的多放大和低噪声系数(Noise Figure，NF)的高增益运行状态运行，而对于k空间的中央区域按照具有少放大和稍微更高的噪声系数的低增益运行状态运行。接收路径链式放大的切换借助在模拟RX系统内的可切换的衰减元件或可切换的放大器(Switchable Gain Amplifier，SGA)在通过模拟数字转换器(ADC)进行采样之前进行。因为所述切换在k空间内进行，所以必须彼此精确调谐、即校准各自接收路径的取决于放大设定的传输量值和相位，因为否则在k空间中形成放大阶跃和/或相位阶跃，该阶跃在按傅立叶变换到图像域之后导致图像伪影。

对RX系统的校准是复杂的，并且经常通过在系统中集成的功能进行。在此，将共同的测试发送信号(TTX)分配到所有待校准的部件。该TTX在其分配之后必须关于互相不同的待校准的接收路径具有相同或至少已知的幅度和相位关系。在TTX信号的分配和记录之后，MR信号的幅度和相位可以相对彼此被记录和/或相对于设定的高增益级别或低增益级别被记录，并且相对于任意选择的通道导出校准系数，该校准系数消除了放大切换对于RX信号的相位及幅度影响。

目前，在安装在MR系统中的接收通道中进行这样的校准，并且需要相对高的时间支出，其中，在每次更换一个或多个通道的接收链的组件或整个接收链之后，必须在MR系统上实施校准流程。

发明内容

因此，本发明要解决的技术问题是，找到一种成像磁共振系统的接收器组件和一种成像磁共振系统，其能够更简单地并对于运行中的MR系统少干扰地实施校准流程。

该技术问题通过本发明的特征来解决。本发明的优选扩展是从属权利要求的内容。

发明人已经认识到，可以如下实施接收器组件和磁共振系统，使得在磁共振系统外部进行实际的校准流程，尽管如此也能够向磁共振系统提供事前确定的校准系数，用于无伪影的图像重建。为此，根据本发明建议如下构造位于磁共振系统中的接收器组件，使得在接收器组件中提供存储器组件，其提供事前确定的校准系数，其中，在磁共振系统外部进行的单独的校准过程中确定校准系数，并且存储在该存储器组件中。如果相应地安装或更换接收器组件，则磁共振系统能够通过简单地访问在接收器组件中存储的校准系数获得所有需要的信息，以便实施无伪影的图像重建。

本发明的核心在于，将通常占据多个接收通道的MR信号的接收链路可更换地按照接收器组件的形式构造，其中，在每个接收器组件上将位于那里的接收通道的校准数据对于MR系统可调用地存储。在此，如果接收器组件包含所谓的增益切换，则校准数据也根据分别可提供的放大级被存储。

虽然在多数情况下数字地进行关于幅度和相位的整个校准，但是也可以存在对于幅度或相位的模拟校准和对于相位或幅度的数字校准的组合。相应地，在模拟/数字情况下，对于校准设定相应的执行器，例如电位器或移相器，并且通过数字存储的校准系数校正相位或幅度。在完全数字校准的情况下，校准系数既关于相位又关于幅度(必要时对于每个可调节的放大级)数字地可调用地存储在接收器组件上。

关于校准数据的可调用的存储指出，以下也属于本发明的范围，即，不直接由接收器组件进行校准数据的调用，而是在那里仅存储唯一的识别码，其能够用于借助该识别码从其它数据存储器例如CD中或者经过其它数据连接从外部(例如经过制造商的因特网直接)调用校准数据。

本发明能够在实际的MR系统之外，通常在生产接收器组件时已经对放大部件进行校准。如果在MR系统中安装这样的组件，则该系统能够访问已经存储的校准数据，而不必实施额外的校准流程。

按照该基本思路，发明人建议一种用于产生检查对象的MR拍摄的MR系统的接收器组件，具有多个接收通道，分别用于接收和用于放大来自与其连接的MR系统的接收线圈的MR信号，其中，根据本发明存在用于存储位于接收器组件上的接收通道的校准数据的校准数据存储器和用于向MR系统传输校准数据的数据连接。

在第一模拟数字实施中，接收器组件可以被构造为，在至少一个接收通道上布置模拟的校准装置，用于按通道地校准输入的MR信号的至少一个幅度放大，并且在校准数据存储器中存在用于校准输入的MR信号的相位的校准数据。

在另一个模拟数字实施中，接收器组件可以被构造为，在至少一个接收通道上布置模拟的校准装置，用于按通道地校准输入的MR信号的至少一个相位，并且在校准数据存储器中存在用于校准输入的MR信号的幅度的校准数据。

然而，优选建议将接收器组件在完全要数字校准的实施中构造为，在校准数据存储器中存在用于校准输入的MR信号的相位和幅度的校准数据。

如果实现多个放大切换步骤(增益步骤)，例如在按照分别6dB的多个切换步骤中的放大的切换，则对于每个放大切换步骤进行校准，从而相应于可设定的放大切换步骤的数量也产生多个校准数据组。相应地，至少一个接收通道能够实现至少一个放大切换步骤，并且每个放大切换步骤的校准数据存储器具有单独的校准数据。

除了接收器组件，发明人还建议一种具有至少一个所述接收器组件的MR系统。用于产生检查对象的MR拍摄的MR系统特别是具有以下特征：

-磁体系统的布置，用于产生均匀的主磁场和用于位置编码的附加梯度场；

-至少一个发送线圈系统，用于产生电磁交变场，以便感应出MR信号；

-多个接收线圈，以便接收由检查对象发出的MR信号并且向多个接收通道传输；

-以及具有控制电子器件的计算机系统，该计算机系统具有用于存储计算机程序的存储器，该计算机程序在运行中控制磁共振系统并且评估所测量的MR信号；

-其中，所述控制电子器件具有至少一个可更换的接收器组件，该接收器组件具有分别多个接收通道，用于按通道地放大所接收的MR信号。

另外有利的是，MR系统具有至少一个数据连接，用于从至少一个接收器组件向MR系统传输校准数据。在此，例如可以是在校准存储器与MR系统的计算机系统或控制电子器件之间的直接的数据连接。然而，也可以经过用于其它数据传输的总线系统来传输校准数据。

有利的也可以是，计算机系统的存储器具有至少一个计算机程序，其被设计为，在运行中，至少在安装或更换接收器组件之后从校准数据存储器中读取关于在那里存在的校准数据，并且存储和/或使用校准数据来按通道地校准所接收的MR信号。

接收器组件同样可以具有电子可读的一一对应的识别码，并且在存储器中存在至少一个计算机程序，该计算机程序借助识别码确定校准数据的现状。

对于根据本发明的MR系统，在校准数据存储器中也可以存在校准数据的版本识别码，并且在存储器中存在至少一个计算机程序，其中，后者借助版本识别码确定校准数据的现状。

最后，根据本发明的MR系统可以在存储器中包含至少一个计算机程序，其被构造为，在运行中，在没有校准数据现状的情况下从校准存储器中读取当前的校准数据，并且存储到计算机的存储器中和/或用于校准。

附图说明

以下借助附图详细描述本发明，其中仅示出了为理解本发明所需的特征。在此，使用以下附图标记：1：MR系统；2：壳体；3：患者卧榻；4：患者；5：主磁体；6：梯度磁体系统；7：全身线圈系统；7.1-7.2：全身线圈系统的单个发送线圈；8：接收线圈系统；9：局部接收线圈系统；9.1-9.3：接收线圈系统的单个线圈；10：计算机系统；10.1：存储器；10.2：控制电子器件；10.3：接收通道组件；10.4：校准数据存储器；10.5：数据连接；11：控制及数据线；ADC：模拟数字转换器；B₀：均匀磁场；B₁：电磁交变场；BG_x、BG_y、BG_z：梯度场的主方向；K₁-K₄：接收通道；LNA：前置放大器；Prg₁-Prg_n：计算机程序；RXa：模拟接收部分；RXd：数字接收部分。

附图中：

图1示出了具有全身线圈系统和局部线圈系统的单独控制的单个线圈的MRT系统；

图2示出了具有4个通道和校准数据存储器的接收器组件。

具体实施方式

图1示出了MR系统1的示意图，具有壳体2，具有要进行MR检查的患者4的患者卧榻3位于该壳体中。在壳体2中示意性示出了MR系统的典型的磁体系统。该磁体系统包括主磁体5，其在MR系统的测量区域产生基本均匀的磁场B₀。为了对感应出的MR信号进行位置编码，利用附加的梯度磁体系统6在三个主方向BG_x、BG_y、BG_z上产生梯度场。为了产生在患者中感应出MR信号的电磁交变场B₁，采用固定安装在壳体中的具有两个单个发送线圈7.1和7.2的全身线圈系统7。

为了接收由电磁交变场B₁产生的MR信号，在一侧示出了固定安装的接收线圈系统8和另外的局部接收线圈系统9，该局部接收线圈系统具有示意性示出的单个线圈9.1、9.2和9.3。在本例中，局部接收线圈系统9位于胸腔区域，以便能够特别接收那里感应出的MR信号。当然，在本发明的范围内，也可以在其它区域或多个区域配备相应构造的局部接收线圈系统。

为了控制MR系统1，包括评估所接收的MR信号、重建断层成像的MR拍摄以及显示MR拍摄，使用计算机系统10，其经过多个控制及数据线11与磁体系统5和6、发送线圈7以及接收线圈8和9连接。为说明本发明，除了计算机系统10之外还示意性强调了控制电子器件10.2，在该控制电子器件中示出了接收器组件10.3。该接收器组件10.3具有多个接收通道K₁至K_n，其具有与接收线圈的连接。附加地，也示出了在校准数据存储器10.4与计算机系统10之间的数据连接10.5，以便指出计算机系统10可以直接访问校准数据存储器10.4，并且从那里读取和使用事先存储在接收器组件10.3中的校准系数。

相应地，不再需要对MR系统1中的接收通道进行校准，而是可以已经在安装接收器组件10.3之前，特别是已经在生产过程中进行校准。在此获得的校准系数，其也在不同放大系数情况下获得，于是被存储到校准数据存储器10.4，从而其在被安装到MR系统1中之后可供使用。

为了运行MR系统1，包括控制磁体线圈系统、发送线圈系统和接收线圈系统，也为了通过重建断层成像的MR拍摄分析MR信号，计算机系统10具有存储器10.1，在该存储器中存储了以多个计算机程序Prg₁-Prg_n形式的计算机程序代码，其在运行中被执行。特别地，在根据本发明的MR系统1中也存在计算机程序，其在运行中读取在校准数据存储器10.4中存储的校准数据，并且在使用这些校准数据的条件下校正对于所接收的MR信号的测量数据，并由此执行对MR图像数据的重建。

在图2中详细示出了示例性的接收器组件10.3，具有一侧到接收线圈9.1、9.2、9.3和8而另一侧到计算机系统10的按通道的连接。总共示出了四个基本相同构造的接收通道K₁至K₄，其从左侧以接收线圈9.1、9.2、9.3和8开始。接着利用各自的前置放大器LNA(低噪声放大器)进行模拟的预放大。预放大后的MR信号然后被传输到接收级，在接收级中首先在模拟接收部分RXa中进行模拟的准备，随后在ADC中进行模拟数字转换，然后在数字接收部分RXd中进行数字的进一步处理。准备的数字MR信号然后被传输到计算机系统10。根据事先由计算机系统10从接收器组件10.3上的校准数据存储器10.4中读取的校准数据，计算机系统10于是可以在重建之前校准放大切换，从而使在放大切换中的不精确性不导致在MR成像中的伪影，而不必在安装接收器组件10.3时执行校准流程。

总之，通过本发明建议一种MR系统的接收器组件，具有多个接收通道，用于接收和用于放大MR信号，其中，存在用于存储校准数据的校准数据存储器，其布置在位于接收器组件上的接收通道上，并且存在用于将校准数据传输到MR系统的数据连接。另外，还建议一种MR系统，其被构造为具有至少一个这样的接收器组件。

虽然细节上通过优选实施例详细图解和描述了本发明，但是本发明不限于公开的例子，并且专业人员可以从中推导出其它变化，而不脱离本发明的保护范围。

附图标记列表

1 MR系统

2 壳体

3 患者卧榻

4 患者

5 主磁体

6 梯度磁体系统

7 全身线圈系统

7.1-7.2 全身线圈系统的单个发送线圈

8 接收线圈系统

9 局部接收线圈系统

9.1-9.3 接收线圈系统的单个线圈

10 计算机系统

10.1 存储器

10.2 控制电子器件

10.3 接收通道组件

10.4 校准数据存储器

10.5 数据连接

11 控制及数据线

ADC 模拟数字转换器

B₀ 均匀磁场

B₁ 电磁交变场

BG_x、BG_y、BG_z 梯度场的主方向

K₁-K₄ 接收通道

LNA 前置放大器

Prg₁-Prg_n 计算机程序

RXa 模拟接收部分

RXd 数字接收部分

Claims (11)

1.一种用于产生检查对象(4)的MR拍摄的MR系统(1)的接收器组件(10.3)，具有多个接收通道(K₁-K_n)，分别用于接收和用于放大来自与其连接的MR系统(1)的接收线圈(8，9)的MR信号，其特征在于，

1.1布置了校准数据存储器(10.4)，用于存储位于所述接收器组件(10.3)上的接收通道(K₁-K_n)的、事前确定的校准数据，并且

1.2存在数据连接(10.5)，用于将所述校准数据传输到MR系统(1)，

其中所述接收器组件是可更换的，使得所述多个接收通道被设计为在MR系统的外部或者在MR系统的内部和外部进行校准。

2.按照权利要求1所述的接收器组件(10.3)，其特征在于，在至少一个接收通道(K₁-K_n)上布置模拟的校准装置，用于按通道地校准输入的MR信号的至少一个幅度放大，并且在所述校准数据存储器(10.4)中存在用于校准输入的MR信号的相位的校准数据。

3.按照权利要求1所述的接收器组件(10.3)，其特征在于，在至少一个接收通道(K₁-K_n)上布置模拟的校准装置，用于按通道地校准输入的MR信号的至少一个相位，并且在所述校准数据存储器(10.4)中存在用于校准输入的MR信号的幅度的校准数据。

4.按照权利要求1所述的接收器组件(10.3)，其特征在于，在每个放大切换步骤的校准数据存储器(10.4)中分别存在用于校准接收路径传输相位和接收路径传输量值的校准数据。

5.按照上述权利要求1至4中任一项所述的接收器组件(10.3)，其特征在于，至少一个接收通道(K₁-K_n)具有至少一个关于放大功率能够切换的放大级，并且校准数据存储器对于每个切换的放大级具有单独的校准数据。

6.一种用于产生检查对象(4)的MR拍摄的MR系统(1)，具有：

6.1磁体系统(5，6)的布置，用于产生均匀的主磁场(B₀)和用于位置编码的附加的梯度场(BG_x，BG_y，BG_z)；

6.2至少一个发送线圈系统(7)，用于产生电磁交变场(B₁)，以便感应出MR信号；

6.3多个接收线圈(8，9)，用于接收由检查对象(4)发出的MR信号并且向多个接收通道(K₁-K_n)传输；

6.4以及具有控制电子器件(10.2)的计算机系统(10)，所述计算机系统具有用于存储计算机程序(Prg₁-Prg_n)的存储器(10.1)，该计算机程序在运行中控制所述MR系统(1)并且评估所测量的MR信号；

6.5其中，所述控制电子器件(10.2)具有至少一个可更换的接收器组件(10.3)，所述接收器组件具有分别多个接收通道(K₁-K_n)，用于按通道地放大所接收的MR信号；

其特征在于，

6.6所述接收器组件(10.3)具有按照权利要求1至5中任一项所述的特征。

7.按照权利要求6所述的MR系统(1)，其特征在于，所述MR系统具有至少一个数据连接(10.5)，用于将来自于至少一个接收器组件(10.2)的校准数据传输到所述MR系统(1)。

8.按照权利要求6所述的MR系统(1)，其特征在于，所述存储器(10.1)具有至少一个计算机程序(Prg₁-Prg_n)，其至少在安装或更换接收器组件(10.3)之后从校准数据存储器(10.4)中读取关于在那里存在的校准数据，并且存储和/或使用校准数据来按通道地校准放大切换步骤。

9.按照上述权利要求6至8中任一项所述的MR系统(1)，其特征在于，所述接收器组件(10.2)具有电子可读的一一对应的识别码，并且在所述存储器(10.1)中存在至少一个计算机程序(Prg₁-Prg_n)，其借助所述识别码确定校准数据的现状。

10.按照上述权利要求6至8中任一项所述的MR系统(1)，其特征在于，在所述校准数据存储器(10.4)中存在校准数据的版本识别码，并且在所述存储器(10.1)中存在至少一个计算机程序(Prg₁-Prg_n)，其借助所述版本识别码确定校准数据的现状。

11.按照上述权利要求6至8中任一项所述的MR系统(1)，其特征在于，在所述存储器中存在至少一个计算机程序(Prg₁-Prg_n)，其在没有校准数据现状的情况下从校准存储器(10.4)中读取当前的校准数据，并且存储到计算机(10)的存储器(10.1)中和/或用于校准。

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