CN1430067A - 模拟磁共振信号的传输方法以及相应的设备 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种模拟磁共振信号的传输方法以及相应的设备。在接收线圈(1)中，利用一个与模拟磁共振信号相应的调制信号将载波信号的频率调制到载波频率(F)。这种经过频率调制的载波信号将由接收线圈(1)无线传输到在空间上与该接收线圈(1)分离的接收电路(2)上。该电路对经过频率调制的载波信号进行解调，以重新获得上述调制信号。

Description

模拟磁共振信号的传输方法 以及相应的设备
技术领域
本发明涉及一种传输方法，用于将模拟磁共振信号从一个接收线圈传输到一个在空间上与该接收线圈分离的接收电路。此外，本发明还涉及一种用于接收模拟磁共振信号的相应接收线圈以及一个磁共振设备。
背景技术
在DE4126537A1中公开了一种这样的传输方法，以及与之相应的接收线圈和相应的磁共振设备。
在DE4126537A1中实现了一种频率变换(单边带调制)。在这种频率变换中，再次被转换回拉莫尔频率的信号的信噪比与所述传输距离的信噪比一致。因此，DE4126537A1中的方法存在以下缺陷，即必须付出巨大努力以保证磁共振应用中所要求的信噪比。
发明内容
本发明要解决的技术问题是，提供一种传输方法和一种相应的设备，以尽可能小的成本实现较高的信噪比。
上述技术问题的是通过以下传输方法解决的：
-在线圈一侧，利用一个与磁共振信号相应的调制信号将载波信号的频率调制到载波频率；
-将经过频率调制的载波信号从接收线圈无线传输到接收电路，
-将经过频率调制的载波信号经该接收电路进行解调，以重新获得上述调制信号。
与此相应地，上述接收线圈的技术问题是这样解决的：
-所述接收线圈包括一个具有控制输入端的变频振荡器，以及一个发送装置；
-可将与磁共振信号相应的调制信号传输到该控制输入端；
-基于所传输的调制信号，将变频振荡器的载波信号的频率调制到载波频率；
-可将该经过频率调制的载波信号传送到所述发送装置，并由该发送装置无线发送出去。
按照本发明的磁共振设备的接收系统由至少一个这样的接收线圈和至少一个用于这种调制载波信号的接收电路组成，其中，该接收电路具有一个用于接收载波信号的天线设备，经过调制的载波信号可被传送到一个解调器，并借助该解调器重新获得调制信号。
如果在变频器中将磁共振信号转换到中频，且该变频器的输出信号与上述调制信号一致，则可以通过简单的方式减小调制信号的频率。由此可以降低对变频振荡器的动态要求。
如果中频显著低于磁共振信号的拉莫尔频率，则在载波信号的频移相同时会获得较大的调制指数，并因此获得非常高的信噪比。这在中频位于1至3MHz之间时尤其明显。
如果在对载波信号进行频率调制之前压缩调制信号，则可以改善信噪比，尤其是对特别容易受噪声干扰的小信号振幅而言。
如果在接收电路中将重新获得的调制信号数字化，并将该经过数字化的调制信号解压缩，则可以特别容易地实现该解压缩功能。
如果在接收电路一侧通过多个天线接收从接收线圈无线传输到接收电路的经过频率调制的载波信号，且通过选择装置将该载波信号传输到该接收电路，则可以选择通过哪个天线将该信号传输给接收电路。因此，即便在其中一个天线位置处通过多径接收(这一点必须考虑到)出现信号干扰(Signaleinbruch)时，还是可以很好地接收经过该频率调制的载波信号。因为在这种情况下可以很容易地转接到其它天线上。
如果未经调制的载波信号的载波频率可变，则可在不同的载波频率下使用相同的组件。因此，甚至可以在同一个磁共振设备中同时驱动多个接收系统，且这些接收系统之间互不干扰。
附图说明
下面对照附图所示的一种实施方式说明本发明的其它优点和细节，其中原理性地示出了：
图1和图2各示出了一个磁共振设备的接收系统。
具体实施方式
图1示出了按照本发明的接收系统的基本结构。
图1所示的磁共振设备的接收系统首先具有至少一个接收线圈1和至少一个接收电路2。该接收线圈1和接收电路2在空间上相互分离。
根据图1，接收线圈1作为本地线圈(Localspule)。该接收线圈1具有一个磁共振天线3。接收线圈1借助该磁共振天线3接收模拟磁共振信号。该磁共振信号具有拉莫尔频率fL。该拉莫尔频率fL在典型应用(基本磁场1.5T，检测水或氢)中例如为63.6MHz。
根据图1，该磁共振信号通过前置放大器4被输出耦合，并被传输到变频振荡器10的控制输入端10＇。变频振荡器10例如可以是电压控制的，即设计成所谓的VCO。
根据图1，用于振荡器10的调制信号就是磁共振信号本身。借助该调制信号，将变频振荡器10的载波信号的频率调制到载波频率F。该载波信号被传输到发送装置11，由该发送装置11以无线方式发送出去，并由此传输到接收电路2。
在接收电路2中，经过频率调制的载波信号被天线装置12接收，并传输到调制器15，借助该调制器15对该载波信号进行解调，并由此重新获得该调制信号。
图2以相同的基本结构详细地示出了本发明接收系统的构造。在图2所示的实施方式中，示出了多个在原理上相互独立的优选实施类型，借助它们可以优化该接收系统。
根据图2，由前置放大器4输出耦合的磁共振信号首先被传输到变频器5。根据图2，该变频器5在输入端具有一个带通滤波器5＇，在输出端具有一个低通滤波器7。在两个滤波器5＇、7之间配置了一个混频器5＂。借助该变频器5将所述磁共振信号转换到中频f′。
振荡器信号从本地振荡器6传输到混频器5＂。该信号具有本地振荡器频率f，该频率优选为接近拉莫尔频率fL，但又不同于拉摩尔频率。位于本地振荡器频率f和拉莫尔频率fL之间的频差f′优选在1至3MHz之间。因此该中频f′明显低于拉莫尔频率fL。
因此在混频器5＂的输出端有两个频率信号，一个为拉莫尔频率fL与本地振荡器频率f的和，另一个为拉莫尔频率fL与本地振荡器频率f的差。借助低通滤波器7滤除该和频率，从而将具有频差f′(中频f)的、到现在为止仍处于明显低频的信号传输到压缩器8。
为了避免通过混频产生附加噪声，在将磁共振信号传输到混频器5＂之前，在带通滤波器5′中对其进行滤波，特别是滤除所谓的镜像频率。
在压缩器8中对仍为模拟信号的调制信号进行压缩。在此，由压缩器8进行的压缩是非线性的，大的信号振幅因此被超比例地衰减。由此改善了信噪比，尤其是对小信号振幅而言。该压缩器8的输出信号被作为控制信号传输到变频振荡器10的控制输入端10＇。该载波信号的载波频率F一般在1至2GHz之间。
然后，将上述经过频率调制的载波信号传输到发送装置11或发送天线11，由该装置11将经过频率调制的载波信号发送出去，从而将该信号无线传输到接收电路2。
根据图2，天线装置12具有多个单天线13，在这些单天线之后设置了一个选择装置14。借助该选择装置14，可以接通一个由单天线13接收的信号。因此天线设备12被设计成分集装置。
接收到的经过频率调制的载波信号从单天线13被传输到解调器15。调制信号作为该解调器15的输出信号可供使用。
根据图2，上述重新获得的调制信号经过选择装置14被传输到模拟-数字转换器17以进行数字化。该数字化后的调制信号然后传输到解压缩器18。在该解压缩器中对该数字调制信号进行解压缩。由此实现了对以前通过压缩器8实施的压缩的逆向工作。
为了使磁共振设备具有灵活性，尤其是为了能在必要时并行驱动多个接收线圈1和接收电路2这样的装置，载波频率F也是可变的。例如也可以通过在控制输入端10＇上预先给定一个相应的基本电压值，对变频振荡器10预先给定一个例如可在1至2GHz之间以步距50MHz变化的频率额定值F*。在这种情况下，在通过所述调制信号发生频移(典型的例如为8MHz)时，可以保证在相邻载波频率F之间具有足够大的间距。

Claims (17)

1.一种模拟磁共振信号的传输方法，将磁共振信号从接收线圈(1)传输到在空间上与该接收线圈(1)分离的接收电路(2)，
-其中，在线圈一侧，利用一个与该磁共振信号相应的调制信号将载波信号的频率调制到载波频率(F)；
-其中，将该经过频率调制的载波信号从该接收线圈(1)无线传输到该接收电路(2)；
-其中，将该经过频率调制的载波信号在该接收电路(2)中进行解调，以重新获得上述调制信号。
2.根据权利要求1所述的传输方法，其特征在于，将该磁共振信号在变频器(5)中转换到中频(f′)，且该变频器(5)的输出信号与所述调制信号一致。
3.根据权利要求2所述的传输方法，其特征在于，所述中频(f′)明显低于所述磁共振信号的拉莫尔频率(fL)。
4.根据权利要求3所述的传输方法，其特征在于，所述中频(f′)位于1至3MHz之间。
5.根据上述权利要求中任一项所述的传输方法，其特征在于，所述调制信号在对所述载波信号进行频率调制之前被压缩。
6.根据权利要求5所述的传输方法，其特征在于，对所述重新获得的调制信号在接收电路(2)中进行数字化，并对该经过数字化的调制信号进行解压缩。
7.根据上述权利要求中任一项所述的传输方法，其特征在于，在接收电路一侧通过多个天线(13)接收从所述接收线圈(1)无线传输到所述接收电路(2)的经过频率调制的载波信号，并将该载波信号通过选择装置(14)传输到该接收电路(2)。
8.一种用于接收模拟磁共振信号的接收线圈，其具有一个带有控制输入端(10＇)的变频振荡器(10)和一个发送装置(11)，
-其中，可将与磁共振信号相应的调制信号传输到该控制输入端(10＇)；
-其中，可以基于所传输的调制信号将变频振荡器(10)的载波信号的频率调制到载波频率(F)；
-其中，可将经过频率调制的载波信号传输到发送装置(11)，并由该发送装置(11)无线发送出去。
9.根据权利要求8所述的接收线圈，其特征在于，在所述控制输入端(10＇)之前设置变频器(5)，借助该变频器(5)可将所述磁共振信号转换到中频(f′)。
10.根据权利要求9所述的接收线圈，其特征在于，所述中频(f′)明显低于所述磁共振信号的拉莫尔频率(fL)。
11.根据权利要求10所述的接收线圈，其特征在于，所述中频(f′)位于1至3MHz之间。
12.根据权利要求8至11中任一项所述的接收线圈，其特征在于，在所述控制输入端(10＇)之前设置所述压缩器(8)，借助该压缩器(8)，可以将所述调制信号在对所述载波信号进行频率调制之前进行压缩。
13.根据权利要求8至12中任一项所述的接收线圈，其特征在于，所述载波频率(F)是可变的。
14.一种磁共振设备的接收系统，其具有至少一个根据权利要求8至13中任一项所述的接收线圈(1)，和至少一个用于载波信号的接收电路(2)，利用一个与磁共振信号相应的调制信号将该载波信号的频率调制到载波频率(F)，其中，所述接收电路(2)具有一个用于接收载波信号的天线装置(12)，其中，可将该经过调制的载波信号传输到解调器(15)，并借助该解调器(15)重新获得所述调制信号。
15.根据权利要求14所述的接收系统，其特征在于，在所述解调器(15)之后设置一个模拟-数字转换器(17)。
16.根据权利要求15所述的接收系统，其特征在于，在所述模拟-数字转换器(17)之后设置一个用于对所述数字化调制信号进行解压缩的解压缩器(18)。
17.根据权利要求14、15或16所述的接收系统，其特征在于，所述天线装置(12)具有多个天线(13)，和设置于该天线(13)之后的选择装置(14)。
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