CN212415725U - 局部线圈矩阵 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种局部线圈矩阵，其特征在于，所述局部线圈矩阵具有多个线圈绕组并且被设计为，在磁共振断层成像中能够以可选的、不同大小的灵敏度范围来采集靠近所述局部线圈矩阵布置的患者的预定区域，其中，所述局部线圈矩阵具有一个或多个耦合元件、多个线圈段和与一个或多个耦合元件信号连接的控制器，其中，一个或多个耦合元件分别与至少两个线圈段信号连接，其中，控制器被设计为，线圈段通过激活一个或多个耦合元件的第一开关状态被相互连接成第一线圈绕组并且通过激活一个或多个耦合元件的第二开关状态被相互连接成第二线圈绕组，其中，第一线圈绕组具有比第二线圈绕组更小的包围面积，其中，所述线圈段被设计为在拉莫尔频率下自谐振。

Description

局部线圈矩阵

技术领域

本实用新型涉及一种用于磁共振测量的局部线圈矩阵。局部线圈矩阵具有多个线圈绕组。

背景技术

磁共振断层成像设备是一种为了对检查对象进行成像而将检查对象的核自旋与外部强磁场对齐，并通过交变磁场激励核自旋围绕该对齐进动的成像设备。自旋从这种激励状态到具有较低能量的状态的进动或返回又产生作为响应的交变磁场，也称为磁共振信号，该磁共振信号通过天线接收。

借助梯度磁场向信号施加位置编码，该位置编码随后可以实现所接收的信号与体积元素的关联性。然后分析所接收的信号并提供检查对象的三维成像图像。所产生的图像说明了自旋的空间密度分布。

所接收的磁共振信号非常微弱，即，有时仅稍微高于噪声界限。为了优化信号，将所谓的局部线圈尽可能靠近患者的身体定位。在此，较小的线圈绕组允许对于近表面区域的更好的信噪比，并且由于不相交的灵敏度范围还允许对多个区域的平行扫描，以加速图像采集。反之，较大的线圈绕组具有进一步延伸到体内的灵敏度范围，以便例如采集内脏器官。因此，根据应用需要不同且昂贵的局部线圈，其在更换时还需要额外的时间。

实用新型内容

因此，本实用新型要解决的技术问题是，提供一种具有更高成本效益的局部线圈。

该技术问题通过根据本实用新型的局部线圈矩阵来解决。

根据本实用新型的局部线圈矩阵具有多个线圈绕组并且被设计为，在磁共振断层成像中能够以可选的、不同大小的灵敏度范围来采集靠近局部线圈矩阵布置的患者的预定区域，其中，局部线圈矩阵具有一个或多个耦合元件、多个线圈段和与一个或多个耦合元件信号连接的控制器，其中，一个或多个耦合元件分别与至少两个线圈段信号连接，其中，控制器被设计为，线圈段通过激活一个或多个耦合元件的第一开关状态被相互连接成第一线圈绕组并且通过激活一个或多个耦合元件的第二开关状态被相互连接成第二线圈绕组，其中，第一线圈绕组具有比第二线圈绕组更小的包围面积，其中，所述线圈段被设计为在拉莫尔频率下自谐振。

在此，天线线圈被称为线圈绕组，其被设计为用于采集特别是由核自旋产生的交变磁场，并将其转换成用于图像采集的电信号。在此，局部线圈矩阵被设计为，在磁共振断层成像中能够以可选的、不同大小的灵敏度范围来采集靠近局部线圈布置的患者的预定区域。在此，如下空间中的范围被称为灵敏度范围：其中，线圈绕组相对于由线圈绕组所包围面积的中心处的磁场源仅具有略微减小的由交变磁场感应出的电压或电流。在此，还可以规定，例如，匝数或者与线圈的几何特征或形状无关的不同的前置放大器灵敏度是根据相应线圈的灵敏度计算出来的。在本实用新型的意义中小于6dB、12dB、 18dB或24dB的衰减可以视为略微减小。如在随后在本实用新型中详细实施的，这可以通过对于接收能够以不同尺寸、特别是不同包围面积配置线圈绕组以接收磁场来实现。

有利地，根据本实用新型的局部线圈矩阵可以实现检测具有不同的可选的灵敏度范围的交变磁场，并且由此利用相同的局部线圈分别以最佳的信噪比来采集诸如手部的小结构或者诸如腹部中的深的检查。

在本实用新型中还给出了根据本实用新型的局部线圈矩阵的有利的实施方式。

在根据本实用新型的局部线圈矩阵的可想到的实施方式中，局部线圈矩阵具有第一线圈绕组和第二线圈绕组。第一线圈绕组具有第一灵敏度范围，并且第二线圈绕组具有第二灵敏度范围。不同的灵敏度范围例如可以通过线圈绕组的不同的几何特征、例如不同的直径或周长给出。在此，第一灵敏度范围是第二灵敏度范围的子集。换言之，对第一线圈绕组的交变磁场的相同的敏感性或者灵敏度的范围小于第二线圈绕组的灵敏度范围，并且基本上保持在第二线圈绕组的灵敏度范围内。例如，在第一线圈绕组包围比第二线圈绕组更小的面积时可能是这种情况。

附加地，必须合适地相互布置线圈绕组，例如在相邻的平面中共面地或者以小的夹角布置线圈绕组，使得沿着第二线圈绕组的平面法线到第一线圈绕组的投影包括第一线圈绕组，即，基本上完全覆盖第一线圈绕组。在此，小于第一线圈绕组直径或者最大尺寸的0.1倍、0.2倍或者0.5倍的距离视为相邻的。然而可能的是，例如为了将相邻的第一线圈退耦而存在重叠，于是该重叠不会由第二线圈的面积的投影覆盖，而这一点应当通过术语“基本上”来表述。

此外，还可以想到，多个尺寸等级的线圈绕组是级联的，由此在第一线圈绕组和第二线圈绕组之间还规定了另一等级的线圈绕组，该另一等级的线圈绕组覆盖比第一线圈绕组更大的尺寸并且如第二线圈绕组一样与第一线圈绕组成比例，而该另一等级的线圈绕组又小于第二线圈绕组，在灵敏度范围内被第二线圈绕组所包围，并且如第一线圈绕组一样与第二线圈绕组成比例。

由于根据本实用新型的局部线圈矩阵具有利用不同尺寸的线圈绕组待采集的面积，对于检查可以以有利的方式在不更换局部线圈矩阵的条件下选择具有最合适的灵敏度范围尺寸的线圈绕组，并且由此可以优化图像质量。

在根据本实用新型的局部线圈矩阵的可能的实施方式中，局部线圈矩阵具有多个第一线圈绕组。各个第一线圈绕组分别具有第一灵敏度范围。在此，第一灵敏度范围到第二线圈绕组的投影的合并量包括第二灵敏度范围。例如可以想到，第一线圈绕组在平面中共面地布置在网格或矩阵中，使得灵敏度范围重叠。于是，第二线圈绕组为此可以以较小的距离、例如以小于第一线圈绕组的直径的距离布置在基本平行的平面中，使得第一线圈绕组到第二线圈绕组的投影完全覆盖由第二线圈绕组包围的面积。换言之，至少在邻近第一线圈绕组的区域中(邻近程度由其灵敏度范围限定，特别地，灵敏度范围的深度垂直于由第一线圈绕组包围的面积)，第一线圈绕组覆盖第二线圈绕组的图像采集区域。直到由第一线圈的灵敏度范围在深度上限制的区域中，图像采集可以选择性地利用第二线圈绕组或者利用第一线圈绕组进行。

由此可以实现根据本实用新型的局部线圈矩阵，根据待检查区域的深度来选择具有最佳信噪比的线圈绕组，而不是将线圈绕组连接到局部线圈，由此改善了图像质量或加速了检查。

在根据本实用新型的局部线圈矩阵的可想到的实施方式中，局部线圈矩阵具有多个第二线圈绕组。优选地，多个第二线圈绕组形成矩阵或网格，该网格利用由第二线圈绕组包围的面积基本上覆盖二维检查区域，即，除了小于所包围的面积20％、10％或者5％的间隙。在此，设置第一线圈绕组，其灵敏度范围是相应的第二线圈绕组的灵敏度范围的子集。优选地，涉及多个第一线圈绕组，在之前阐述的意义中，这些第一线圈绕组在此通过第一线圈绕组的第一灵敏度范围到相应的相关联的第二线圈绕组的投影的合并量包括相应的第二线圈绕组的第二灵敏度范围。

有利地，根据本实用新型的局部线圈矩阵可以实现在检查时通过多个第二局部线圈绕组来采集更大的患者的区域。

在根据本实用新型的局部线圈矩阵的可能的实施方式中，由第二局部线圈包围的面积在此基本上是不相交的。换言之，由第二线圈绕组包围的面积基本上没有交集，即，除了例如针对将相邻线圈绕组退耦而设置的重叠区域之外是没有交集的。

第二线圈绕组的不相交的面积使得可以实现最佳的面积覆盖并且有利地减小了第二线圈绕组之间的相互影响。

在根据本实用新型的局部线圈矩阵的可想到的实施例中，局部线圈矩阵具有带有第一信号接头和第二信号接头的开关矩阵。信号接头中的第一信号接头与多个线圈绕组、即与第一线圈绕组和一个或多个第二线圈绕组信号连接。开关矩阵被设计为，第一信号接头中的每一个切换为与第二信号接头中的至少一个信号连接。

在此，任何适合于传输磁共振信号的信号连接都可以视为信号连接。这可以是模拟连接，然而也可以是数字连接、电连接或者例如光学连接。在此可以想到，开关矩阵不仅将接收信号从线圈绕组引导到开关矩阵，而且反过来还将用于激励核自旋的发送信号引导到线圈绕组。

然而还可以想到具有用于发送和接收方向的分开的开关元件的开关矩阵。

然而，也可以是数字开关矩阵，其已经由与线圈绕组相关联的模数转换器数字化的接收信号来切换。在此，还可以想到，开关矩阵还使用时间多路复用来进行切换，并且例如以总线结构的形式实现。

在此，第二信号接头可以与插接连接器信号连接，该插接联接器经由电缆形成与接收器的、模拟或数字的连接。然而，第二信号接头还可以与用于无线传输磁共振信号的传输设备信号连接，该传输设备优选地设置在局部线圈矩阵或其壳体中。

有利地，开关矩阵减少了局部线圈矩阵与磁共振断层成像设备的接收器之间的连接或通道的数量，因为第一和/或第二线圈绕组的一部分始终同时用于接收或发送。

在根据本实用新型的局部线圈矩阵的可能的实施方式中，局部线圈矩阵具有一个耦合元件或优选多个耦合元件以及控制器。在此，基于经由控制器与耦合元件之间的信号连接施加的控制器的控制信号能够建立和/或断开一个或多个电连接的开关元件被视为耦合元件。具有成像的磁共振断层成像设备的拉莫尔频率的高频信号特别是经历小于3dB、6dB或12dB的衰减的连接在此视为经由耦合元件的电连接。如果高频信号在通过断开的耦合元件的通路中衰减了18dB、24dB、36dB或60dB以上，则在本实用新型的意义上排除电连接。耦合元件例如可以由继电器、微机械开关、PIN二极管或晶体管实现。还可以想到，多个开关元件组合成耦合元件，例如，以便可以接通连接并且同时可以断开另外的连接，或者以便同时提供多个连接。

一个或多个耦合元件分别与至少两个线圈段信号连接，并且控制器被设计为，借助一个或多个耦合元件将至少两个线圈段连接或分离。在此可以想到，仅通过激活耦合元件的第一开关状态以如下含义构成线圈绕组：在两个相邻的接头位置之间的、用于具有拉莫尔频率的高频信号的封闭的电连接构成了包围的面积，使得通过具有拉莫尔频率的交变磁场穿过该面积，在接头位置处感应出磁共振信号，并且反过来通过将发送信号馈送到接头位置，通过包围的面积产生交变磁场。由控制器激活第二开关状态例如可以再次消除或者断开电连接。在此，根据耦合元件和线圈段的相互连接的第一和第二开关状态例如可以是断开或者闭合状态或者还可以是两个电连接之间的变换。

有利地，根据本实用新型的局部线圈矩阵可以通过耦合元件实现对由线圈段组成的、可变地不同的线圈绕组进行切换，并且由此可以灵活地调整灵敏度范围以优化图像采集。

在根据本实用新型的局部线圈矩阵的可能的实施方式中，线圈段被设计为在拉莫尔频率下自谐振。这理解为，仅单个线圈段，即没有与其他线圈段相互连接，在拉莫尔频率下已经具有谐振。这例如可以通过线圈段或者每个线圈段具有一个或多个带有复阻抗的构件实现，该复阻抗与线圈段协作产生谐振。这根据电路连接例如是电容和/或电感。还可以想到具有断开端或者短路端以及合适长度的波导，例如微带线或同轴电缆部段。

然而还可以想到，一个或多个构件是耦合元件的一部分，并且在与线圈段互连时分别构成在磁共振断层成像设备的拉莫尔频率下自谐振的元件。

有利地，自谐振的线圈段可以实现，借助耦合元件将线圈段任意地互连为具有不同几何特征的线圈绕组还可以分别再次在拉莫尔频率下谐振。

在根据本实用新型的局部线圈矩阵的可能的实施方式中，局部线圈矩阵具有多个线圈段。在此，线圈段张成由多边形组成的二维网络。例如，可以想到，线圈段分别构成三角形、四边形或六边形的侧边，这些侧边在节点处相遇并且机械连接成构成二维面积的封闭网络。在此，在本实用新型的意义中还分别考虑与三角形、四边形或六边形相同的拓扑结构的形状，其中角或节点之间的连接不是直线而是弯曲延伸的。还可以想到由具有不同侧边数量的多边形组成的网络。

有利地，可以由线圈段来组成二维平面形状，该形状完全覆盖例如患者身上的表面。

在根据本实用新型的局部线圈矩阵的可想到的实施方式中，多个节点以耦合元件占据。

在本实用新型的意义中，由多边形组成的网络的点被称为节点，两个以上的线圈段在这些节点处相遇。在此可以想到，线圈段在这些节点处彼此以不可通过配置改变的方式电连接，例如欧姆地、通过电容或电感地电连接。然而在此，在多个节点的情况下设置耦合元件，使得根据开关状态在该节点处产生线圈段之间的另外的电连接。多于网络中的节点的10％、30％、50％或80％视为多个。在此，耦合元件被设计为，将在节点处相邻的至少两个线圈段可拆分地电连接。

多个耦合元件使得可以根据线圈段的网络通过配置来构成不同的线圈绕组，并且由此局部线圈矩阵关于线圈尺寸和形状灵活地匹配于不同的检查。

在可能的实施方式中，局部线圈矩阵在此还具有已经示出的开关矩阵，开关矩阵利用第一信号接头与线圈段连接，使得通过耦合元件连接的线圈绕组可以利用第二信号接头由控制器来自由选择地连接。

如之前所描述的，根据本实用新型的磁共振断层成像设备具有根据本实用新型的局部线圈矩阵。在此，该磁共振断层成像设备的运行包括通过磁共振断层成像设备确定用于图像采集的扫描参数。作为扫描参数，考察磁共振断层成像设备的设置，其改变利用这些扫描参数所采集的图像。对于扫描参数的示例随后在本实用新型中进行解释。在本实用新型的意义中，从磁共振断层成像设备的存储器中简单地读取扫描参数，或者通过磁共振测量或者利用其他的传感器来进行确定都视为确定。

在根据本实用新型的磁共振断层成像设备中，磁共振断层成像设备依据扫描参数确定局部线圈矩阵的配置。在此，配置规定用于随后图像采集的局部线圈矩阵的线圈绕组的几何特征和/或选择。这可以包括例如设置开关矩阵和/或设置耦合元件。

在根据本实用新型的磁共振断层成像设备中，磁共振断层成像设备根据所确定的配置来设置局部线圈矩阵。例如，磁共振断层成像设备或其控制器能够经由信号连接向开关矩阵和/或耦合元件发送设置命令，该设置命令在局部线圈矩阵中根据配置来切换连接。

在根据本实用新型的磁共振断层成像设备中，磁共振断层成像设备借助局部线圈矩阵实施图像采集。在此可以想到，局部线圈矩阵在此被用作接收和/或发送线圈。

有利地，根据本实用新型的磁共振断层成像设备可以实现，利用根据本实用新型的局部线圈矩阵，更容易且更快速地执行图像采集，而无需手动设置局部线圈矩阵。

在根据本实用新型的磁共振断层成像设备的实施方式中，扫描参数具有关于如下的信息：局部线圈矩阵相对于患者和/或磁共振断层成像设备的布置、层内部的加速度因数、以及在多层扫描的情况下的加速度因数、待检查区域的几何特征、要生成的图像类型(例如2D或3D)或者相位编码方向。还可以想到在图像采集中受到局部线圈矩阵的线圈绕组的几何特征或灵敏度范围影响的扫描参数。

有利地，通过根据本实用新型的磁共振断层成像设备快速地并且在避免故障的情况下在局部线圈矩阵的技术设置中实现面向应用的边界条件。

在根据本实用新型的磁共振断层成像设备的可想到的实施方式中，确定扫描参数包括对预扫描进行记录和分析。在此，更快速地和/或以对于患者更小的负荷实施并且适合于确定用于后续图像采集的扫描参数的磁共振测量被称为预扫描。例如，预扫描可以包括以较低的分辨率、较差的SNR或较低维度(2D，1D)进行的图像采集。然而，还可以想到其他高频测量，例如通过失谐、衰减或者较差的SNR来识别线圈绕组的重叠或者局部线圈矩阵的布置的几何特征(平面设计的或者例如围绕患者或者围绕肢体包围的，折叠的)。

有利地，可以借助预扫描来采集用于获得扫描参数的数据，该预扫描确保快速且可靠地设置局部线圈矩阵以用于后续图像采集。

在根据本实用新型的磁共振断层成像设备的可能的实施方式中，确定扫描参数包括确定检查参数、采集局部线圈矩阵相对于患者的位置。例如，可以想到，照相机或者另外的传感器采集局部线圈矩阵相对于患者的位置，或者借助预扫描基于图像地确定位置。

有利地，通过了解局部线圈矩阵相对于患者的位置，能够容易地确定需要如何配置局部线圈矩阵，以便能够在磁共振测量中采集预定的检查区域，例如心脏或肝脏。

附图说明

结合下面对结合附图详细阐述的实施例的描述更清楚且明晰地理解上面描述本实用新型的特点、特征和优点以及其实现方式。附图中：

图1示出了具有根据本实用新型的高频控制器的磁共振断层成像设备的示例性示意图；

图2示出了根据本实用新型的局部线圈矩阵的第一实施方式的线圈绕组的示意图；

图3示出了根据本实用新型的局部线圈矩阵的另一个实施方式的示意图；

图4示出了根据本实用新型的局部线圈矩阵的另外的实施方式的配置示例的示意图；

图5示出了根据本实用新型的局部线圈矩阵的另一个实施方式的示意图；

图6示出了根据本实用新型的局部线圈矩阵的另一个实施方式的示意图；

图7示出了根据本实用新型的局部线圈矩阵的耦合元件的示意图；

图8（B-G）示出了耦合元件的切换配置的示意图；

图9示出了根据本实用新型的局部线圈矩阵的耦合元件的示意图；

图10（B-G）示出了耦合元件的切换配置的示意图；

图11示出了示例性的根据本实用新型的磁共振断层成像设备的运行的示意性流程图。

具体实施方式

图1示出了根据本实用新型的具有根据本实用新型的局部线圈矩阵 50的磁共振断层成像设备1的实施方式的示意图。

磁体单元10具有场磁体11，该场磁体11产生用于将拍摄区域中的样本或患者100的核自旋对齐的静态磁场B0。拍摄区域布置在患者通道16中，患者通道16沿纵向方向2延伸通过磁体单元10。借助患者卧榻30和患者卧榻30的移动单元36可以将患者100移动到拍摄区域中。通常，场磁体11 是超导磁体，超导磁体能够提供磁通密度高达3T的磁场，在最新的设备中甚至还能提供更高的磁场。然而，对于较低的场强也可以使用永磁体或者具有正常导电的线圈的电磁体。

此外，磁体单元10具有梯度线圈12，该梯度线圈12被设计为，针对检查体积中的所采集的成像区域的空间差异，为磁场B0在三个空间方向上叠加可变磁场。梯度线圈12通常是由正常导电的电线构成的线圈，其可以在检查体积中产生相互正交的场。

磁体单元10同样具有身体线圈14，身体线圈14被设计为，将经由信号线33馈送的高频信号入射到检查体积中，并且接收由患者100发射的共振信号，并且经由信号线输出。然而，以优选的方式，用局部线圈50代替身体线圈14来发送和/或接收高频信号，局部线圈50在患者隧道16中被布置在患者100附近。但是也可以想到，局部线圈50被设计用于进行发送和接收，并且因此可以省去身体线圈14。

控制单元20向磁体单元10提供用于梯度线圈12和身体线圈14的不同的信号，并且分析接收到的信号。在此，磁共振断层成像设备控制器23协调子单元。

因此，控制单元20具有梯度控制器21，梯度控制器21被设计为经由供电线为梯度线圈12供应可变电流，其以时间协调的方式在检查体积中提供期望的梯度场。

此外，控制单元20具有高频单元22，高频单元22被设计为产生具有预先给定的时间走向、幅值和谱功率分布的高频脉冲，以激励患者100中的核自旋的磁共振。在此，可以实现千瓦范围内的脉冲功率。各个单元经由信号总线25相互连接。

由高频单元22产生的高频信号经由信号连接馈送给身体线圈14，并且发送到患者100的体内，以便在那里激励核自旋。然而还可以想到，经由局部线圈矩阵50的一个或多个线圈绕组来发送高频信号。

于是，局部线圈矩阵50优选地接收来自患者100身体的磁共振信号，因为由于间距较小，局部线圈50的信噪比(SNR)要好于通过身体线圈14 接收时的情况。由局部线圈矩阵50接收的MR信号在局部线圈矩阵50中进行整理并被转发到磁共振断层成像设备1的高频单元22以用于分析和图像采集。优选地，为此使用信号连接33，但是还可以想到例如无线传输。

在图2中示意性示出了根据本实用新型的具有线圈绕组51、52、53的局部线圈矩阵50的示例性实施方式。线圈绕组51、52和53的不同之处在于它们所包围的面积的尺寸。最大的线圈绕组51分别包围一个面积，该面积又被由中等的线圈绕组52所包围面积的合并量覆盖。换言之，大的线圈绕组51利用所包围的面积覆盖了如多个中等的线圈绕组52所包围面积相同的面积(在示例2中)。首先可以在图示的意义中理解覆盖，然而实质上在本实用新型的意义中，线圈基于几何覆盖在沿着平面法线到该面积的空间区域中对于该面积内部的磁共振信号具有灵敏度。在此，面积的覆盖使得，只要磁共振信号没有沿着平面法线太过远离所包围的面积，使得还能由中等的线圈绕组52来进行采集，在最大的线圈绕组51下方的源的磁共振信号就总是可以由中等的线圈52中的至少一个来采集。作为采集，在此可以视为，在中等的天线线圈52中感应出电压的磁共振信号在最大的线圈绕组51中产生最大为3dB、6dB或者12dB的更大的电压。

这同样适用于最小的线圈绕组53与中等的线圈绕组52以及与最大的线圈绕组51的关系。在示例性的实施方式中，每四个最小的线圈绕组53覆盖与一个中等的线圈绕组52相同的面积，并且八个最小的线圈绕组53覆盖最大的线圈绕组51的面积。至少对于靠近局部线圈矩阵50的检查区域，即对于距局部线圈矩阵50的距离小于最小线圈绕组53的灵敏度范围的深度的检查区域，可以选择性地利用最大的线圈绕组51、中等的线圈绕组52或者最小的线圈绕组53来采集磁共振信号。优选地，在此分别使用具有尽可能小的灵敏度范围(即尽可能小的包围面积)的线圈绕组来进行接收，利用该线圈绕组(由于深度)仍然可以采集到磁共振信号，而且由此改善了信噪比。然而，还可以想到其他应用，其中例如仅需要快速扫描大的体积，或者期望空间上的不同的灵敏度范围。

在图2中，相邻的中等的线圈绕组52与相邻的最小的线圈绕组53也分别在边缘区域中彼此重叠，以便使相邻的线圈绕组退耦。然而，还可以想到，分别不相交地布置相同尺寸的线圈绕组并且利用其它措施，例如通过退耦电容来实现所述退耦。

在此，还可以想到，局部线圈矩阵仅具有两层不同尺寸的线圈绕组，例如，仅具有最大的线圈绕组51和最小的线圈绕组53，或者还具有更多个不同的尺寸等级，其中至少2个尺寸等级，例如之前示出的最大的线圈绕组51 和中等的线圈绕组52，分别彼此覆盖。

在图2中还示出了局部线圈矩阵50的开关矩阵60，该开关矩阵与最大的线圈绕组51、中等的线圈绕组52以及最小的线圈绕组53中的每个在n个第一信号接头61处信号连接，为了清楚起见，在图2中未示出所有的信号连接。在n个第二信号接头62处，例如经由电缆或者无线地形成与磁共振断层成像设备1的信号连接。在此，开关矩阵60被设计为，m个第一信号接头61中的每一个至少可以切换为与第二信号接头62信号连接。优选地，在此m>n，使得与磁共振断层成像设备1信号连接的数量较小，并且仅转发当前对于采集所需的线圈绕组的信号。作为开关矩阵中的开关，例如可以使用继电器、晶体管、PIN二极管或者MEMS开关。在此，还可以想到，开关矩阵60不仅能够将接收信号从线圈绕组引导到磁共振断层成像设备的接收器，还能够反过来将用于激励核自旋的发送信号从磁共振断层成像设备1的发送器引导到线圈绕组。

图3示出了根据本实用新型的局部线圈矩阵50的另一个实施方式的示意图。该实施方式具有布置在网格中的多个线圈段55。在此，作为线圈段55 在此考虑电导体，电导体具有纵向延伸，并且通过借助电连接的拼接可以拼接成具有磁共振断层成像设备1的拉莫尔频率的高频信号的线圈绕组。这例如可以是良好导电的电线或者高频绞合线的部段，但也可以是用于高频电路的、柔性或刚性载体材料上的导体轨道。优选地，载体材料在此具有较低的介电损耗。在此，导体可以嵌入合适的绝缘材料中。还可以想到，导体是特殊材料，例如超导体、高温超导体、碳纳米管或石墨烯。

线圈段55通过耦合元件70彼此连接，使得经由多个线圈段55通过一个或多个耦合元件70可以形成适用于产生或接收磁共振信号的电导通导体环。如随后所示，耦合元件70为此可以具有不同类型的可控开关元件，这些开关元件由控制器80控制，经由信号连接控制。

在图4中示出了局部线圈矩阵50的配置示例的示意图，其可以通过耦合元件60的不同设置实现。通过利用耦合元件60将各个线圈段55合适地连接可以连接成例如在内部示出的、直立形式的线圈绕组，该线圈绕组包围由左边的两个方块构成的矩形的外边界。同样地，例如还可以连接成例如水平矩形形式的线圈绕组。

同样地，在图3和图4中未示出信号连接，线圈绕组经由信号连接将接收信号转发到磁共振接收器或者从其中获取用于发送。这些信号连接可以直接连接到多个线圈段55上。然而，还可以想到，在多个耦合元件70上设置信号连接，使得可以切换这些连接。为此，耦合元件70可以通过以下方式同时相应地接管开关矩阵60的功能：耦合元件70从多个铺设的线圈段中选择一个用于连接，并且线圈段55和耦合元件70通过配置而接入的导体环由此可控地与磁共振断层成像设备连接。以这种方式，仅通过耦合元件70就可以保持局部线圈矩阵50与磁共振断层成像设备1之间的信号连接的数量小于由耦合元件70和线圈段55组成的可配置的线圈绕组的数量。下面更详细地解释对此的例子。

图5示出了根据本实用新型的局部线圈矩阵的另一个实施方式。图5中的局部线圈矩阵50与图4的实施方式的不同之处在于，线圈段55和耦合元件70不构成具有方形基本元件的网格，而是构成六边形网格。六边形网格的主要优点在于，在每个节点处分别仅有四个线圈段55相遇。因此，布置在节点上的耦合元件70需要最多三个开关元件(如下面在图7中所示)，以便使所有的线圈段55能够灵活地相互连接。此外，在图5中还示出了开关矩阵60，两个相邻的耦合元件70分别与开关矩阵60信号连接56。

利用所示的与耦合元件70的信号连接56，例如可以将线圈段相互连接成细长的线圈绕组，并且然后经由开关矩阵60连接，使得在检查区域上逐行地布置线圈绕组。并且例如还可以进行逐层的扫描。

在图6中示出了具有信号连接56的相应的局部线圈矩阵50，该局部线圈矩阵50可以利用细长的、垂直布置的线圈绕组进行扫描。

还可以想到在局部线圈矩阵55的边缘处具有垂直和水平连接的混合形式。特别灵活的配置可以实现为了清楚起见未示出的实施方式，在这些实施方式中开关矩阵60与耦合元件70之间的信号连接56平面地分布在局部线圈矩阵上。在此，优选地，并非所有，而是仅一部分，例如50％、30％、10％的或者更少的耦合元件70或线圈段55配备有与开关矩阵60的信号连接56。分布可以均匀地或者根据任意的图案进行。这种分布使得可以在具有不同尺寸的线圈绕组的面积上进行磁共振测量。

图7示出了根据本实用新型的局部线圈矩阵50的示例性的耦合元件70。耦合元件70与三个线圈段55连接，在线圈段55之间可以借助开关元件71 建立连接。然而，还可以想到其他几何配置的耦合矩阵，其中三个以上的线圈段55在耦合元件处相遇，从而耦合元件70相应地具有开关元件71。

在图7中未示出控制耦合元件70或者开关元件71的控制线。可以想到，通过独立的控制线借助电压和/或电流直接控制开关，这例如可以在PIN 二极管或晶体管中实现。然而，由于为此所需的、会干扰交变磁场的许多控制线优选地使用智能开关元件71，其允许经由一个或者几个导线就可以控制多个耦合元件或者开关元件。例如，可以想到使用总线导线，其将多个或者所有耦合元件70与磁共振断层成像设备1的控制器连接并且由此可以实现在磁共振断层成像中配置局部线圈矩阵50。在此，通过利用地址和控制命令将控制信号加调制到直流或者交流电压，使得总线可以接管电力供应和控制。还可以想到，通过分离频率，用于磁共振信号的信号连接56也用于电力供应和控制信号。特别地，还可以想到，在已经通过耦合元件70中的AD转换器对磁共振信号进行数字化的情况下，信号连接56的共同使用也针对控制信号。

在图7的实施方式中，开关元件71在共同的点处星形地信号连接，从该共同的点出发还存在与开关矩阵60和/或磁共振断层成像设备1的信号连接56。

图8示出了在图7中所示的耦合元件70的可能的开关配置。这些变化从G中的所有开关元件71断开开始，其中所有相邻的线圈段55彼此分离，经由F中的单个线圈段55与信号连接56相连，或者如在B、C和D中的两个线圈段55彼此连接并且与信号连接56相连，到如图8的E中的所有相邻的线圈段55彼此连接并且与信号连接56相连。

当然，还可以想到其他耦合元件70。例如，这三个开关元件71也可以布置在三角形的侧边，三角形的角分别与线圈段连接。

图9示出了耦合元件70的另一个可能的实施方式。在此，连接到耦合元件70的三个线圈段55中的每一个都配备有开关元件71。此外，耦合元件 70具有到开关矩阵60和/或磁共振断层成像设备1的两个独立的信号连接 56。这涉及开关元件71的控制，参考图7和图8的实施。

在图10中示出了根据图9的耦合元件的开关元件71的可能的不同的开关设置。相对于根据图7和图8的耦合元件70，图9和图10中的耦合元件70能够通过两个信号连接56，从相邻的线圈段55出发结合其他耦合元件70和线圈段55提供两个间接相邻的线圈绕组并且能够与磁共振断层成像设备1连接。

图3至图10的局部线圈矩阵50还可以通过耦合元件70的不同配置来提供具有不同灵敏度范围的线圈绕组，有利地，借此可以利用相同的局部线圈矩阵50对患者的不同区域，例如腹部或者手腕进行最优的检查。

在图11示出了运行具有根据本实用新型的局部线圈矩阵50的磁共振断层成像设备1的示例。

在S10中，通过磁共振断层成像设备1确定扫描参数。扫描参数是引起所采集的图像改变的磁共振断层成像设备1的设置。

扫描参数例如可以是关于局部线圈的布置的信息，例如局部线圈矩阵相对于磁共振断层成像设备1和/或患者100的位置、距离和/或定向。这些信息例如可以通过照相机以及磁共振断层成像设备1的图像分析来确定。在此，还可以想到，局部线圈50具有使得磁共振断层成像设备能够更容易进行分析的标记。

还可以进行预扫描，根据预扫描的图像或者测量值可以由磁共振断层成像设备确定局部线圈50在患者上的位置，以及确定患者相对于场磁体11的位置。

然而，最后还可以想到，在通过控制单元20的处理之后，直接或间接地在控制单元20的存储器中存储操作人员的设置，然后磁共振断层成像设备1访问该设置作为扫描参数。这例如可以是层内部的加速度因数、以及在多层扫描情况下的加速度因数、待检查区域的几何特征、要生成的图像的类型(例如2D或3D)或者相位编码方向。还可以想到在图像采集中受到局部线圈矩阵50的线圈绕组的几何特征或灵敏度范围影响的扫描参数。

在S20中，磁共振断层成像设备1依据扫描参数，例如利用控制单元来确定局部线圈矩阵的配置。例如，根据局部线圈50相对于患者100和检查目标、例如肝脏的相对位置可以确定，哪些线圈绕组能够以其灵敏度范围到达器官，即由于深度，不仅根据其位置选择一个或多个线圈，而且还要选择合适的线圈尺寸或者耦合元件70的相应的配置，该配置提供位置上具有合适尺寸的线圈。

在此，如果较小的线圈由于检查区域的较小深度是足够的，则可以根据期望的图像质量和加速度因数相应地选择大或小的线圈。如果该区域例如由在灵敏度范围中不重叠的多个线圈绕组覆盖，则该配置还可以通过这些线圈绕组设置平行扫描。

在S30中，根据所确定的配置设置局部线圈矩阵50。所述设置可以涉及例如激活或停用用于使线圈绕组失谐的失谐元件，或者在另一个实施方式中可以涉及设置耦合元件70。还可以想到设置开关矩阵60，开关矩阵然后例如仅将恰好是图像采集所需的局部线圈50的线圈绕组与磁共振断层成像设备的接收器连接。

配置的设置基于磁共振断层成像设备1进行，磁共振断层成像设备1的控制单元20经由与局部线圈矩阵50的信号连接来控制图像采集。根据设置的类型和所使用的结构，信号连接可以直接通向各个耦合元件70、开关矩阵 60或者失谐元件，或者可以利用其自身的局部线圈控制来实现，并且然后分配待设置的元件，由此可以节省局部线圈矩阵50与磁共振断层成像设备1 之间的信号线。

如果配置还具有时间上的流程，则S30中的设置还可以在子步骤中进行。例如，如果在不同的线圈绕组或者整个层之间的平行扫描中必须进行改变，则可以想到这种情况。

在S40中，磁共振断层成像设备1然后利用局部线圈矩阵50实施图像采集。在此，如果在图像采集期间进行了配置内部的改变，则S40可以与关于S30(设置配置)的子步骤同时实施。

虽然在细节上通过优选的实施例对本实用新型进行阐述和描述，但是本实用新型却不限于所公开的示例并且本领域技术人员可以从中导出其它方案，而不脱离本实用新型的保护范围。

Claims (9)

1.一种局部线圈矩阵，其特征在于，所述局部线圈矩阵(50)具有多个线圈绕组并且被设计为，在磁共振断层成像中能够以可选的、不同大小的灵敏度范围来采集靠近所述局部线圈矩阵(50)布置的患者的预定区域,

其中，所述局部线圈矩阵(50)具有一个或多个耦合元件(70)、多个线圈段(55)和与一个或多个耦合元件(70)信号连接的控制器，

其中，一个或多个耦合元件(70)分别与至少两个线圈段(55)信号连接，

其中，控制器被设计为，线圈段(55)通过激活一个或多个耦合元件(70)的第一开关状态被相互连接成第一线圈绕组并且通过激活一个或多个耦合元件(70)的第二开关状态被相互连接成第二线圈绕组，

其中，第一线圈绕组具有比第二线圈绕组更小的包围面积，

其中，所述线圈段(55)被设计为在拉莫尔频率下自谐振。

2.根据权利要求1所述的局部线圈矩阵，

其特征在于，

来自于多个线圈绕组的第一线圈绕组具有第一灵敏度范围，并且来自于第二线圈绕组的集合的第二线圈绕组具有第二灵敏度范围，其中第一灵敏度范围是第二灵敏度范围的子集。

3.根据权利要求2所述的局部线圈矩阵，

其特征在于，

所述局部线圈矩阵(50)具有多个第一线圈绕组，其中所述多个第一线圈绕组到所述第二线圈绕组的投影完全覆盖由第二线圈绕组包围的面积，

使得第一灵敏度范围到第二线圈绕组的投影的合并量包括第二灵敏度范围。

4.根据权利要求2或3所述的局部线圈矩阵，

其特征在于，

所述局部线圈矩阵(50)具有多个第二线圈绕组，所述多个第二线圈绕组形成矩阵或网格，所述网格利用由第二线圈绕组包围的面积覆盖二维检查区域，所述第二线圈绕组分别具有第一线圈绕组，

使得第一线圈绕组的灵敏度范围是相应的第二线圈绕组的灵敏度范围的子集。

5.根据权利要求4所述的局部线圈矩阵，

其特征在于，

所述第二线圈绕组包围的面积不相交，

使得多个第二线圈绕组的第二灵敏度范围基本上是不相交的。

6.根据权利要求1所述的局部线圈矩阵，

其特征在于，

所述局部线圈矩阵(50)具有多个线圈段(55)，其中线圈段(55)张成由多边形组成的、具有节点的二维网络。

7.根据权利要求6所述的局部线圈矩阵，

其特征在于，

多个节点以耦合元件(70)占据。

8.根据权利要求1所述的局部线圈矩阵，

其特征在于，

所述局部线圈矩阵(50)具有带有第一信号接头(61)和第二信号接头(62)的开关矩阵(60)，其中信号接头中的第一信号接头(61)与多个线圈绕组信号连接，其中开关矩阵(60)被设计为，将第一信号接头(61)中的每一个切换成与第二信号接头(62)中的至少一个第二信号接头(62)信号连接。

9.根据权利要求6所述的局部线圈矩阵，

其特征在于，

所述局部线圈矩阵具有开关矩阵(60)，所述开关矩阵(60)被设计为，将第一信号接头(61)中的每一个切换成与第二信号接头(62)中的至少一个第二信号接头(62)信号连接；以及

第一信号接头(61)与线圈段(55)信号连接为，使得能够利用第二信号接头(62)由控制器来自由选择地连接通过耦合元件(70)连接的线圈绕组。

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