DE102004046819A1

DE102004046819A1 - Magnetically-coupled current loops for magnetic resonance tomography has compensation inductance between current loops in parallel to parasitic coupling capacitance

Info

Publication number: DE102004046819A1
Application number: DE200410046819
Authority: DE
Inventors: Ralph Dr. Oppelt; Arne Dr. Reykowski
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 2004-09-27
Filing date: 2004-09-27
Publication date: 2006-01-05

Abstract

Magnetically coupled current loops (2,4), in particular magnetic resonance loop antenna and a coupling loop are provided between which parasitic coupling capacitance (22) arises. A compensation inductance (24) is provided between both current loops in parallel to the parasitic coupling capacitance. A separate capacitor (36) is in series with the compensation inductance.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur schmalbandigen Gleichtaktentkopplung von zwei magnetisch gekoppelten Stromschleifen, insbesondere von einer mit einem Koppelloop magnetisch gekoppelten MR-Loopantenne.The The invention relates to a device for narrow-band common-mode decoupling of two magnetically coupled current loops, in particular of a magneto-coupled with a coupling loop MR loop antenna.

Von einer ersten zu einer zweiten Stromschleife, vor allem wenn diese in räumlicher Nähe zueinander angeordnet sind, lässt sich elektrische Leistung übertragen. Die Leistungsübertragung erfolgt nach dem Prinzip des Übertragers über das magnetische Feld. Dieses Prinzip findet z.B. Anwendung in der MR-Tomographie, wo die erste Schleife als MR-Loopantenne mit einer oder mehreren Kapazitäten zu einem Resonanzkreis ergänzt ist. Diese Stromschleife wird durch das elektromagnetische Feld, z.B. eines rotierenden MR-Spin-Ensembles, mit ihrer Resonanzfrequenz erregt. Die in dieser Stromschleife empfangene bzw. gewonnene Empfangsleistung wird zu einer benachbarten zweiten Stromschleife, einem Koppelloop, übertragen und so aus dem Resonanzkreis ausgekoppelt. Dies hat verschiedene Vorteile, z.B. dass die erste, also eigentliche MR-Empfängerschleife bzw. MR-Loopantenne nicht elektrisch zur Ausleitung des Empfängersignals kontaktiert sein muss, in sich geschlossen ist usw.From a first to a second current loop, especially if this in spatial Close to each other are arranged leaves transmit electrical power. The power transmission takes place according to the principle of the transformer over the magnetic field. This principle is found e.g. Application in MR tomography, where the first loop as an MR loop antenna with one or more capacities added to a resonant circuit is. This current loop is controlled by the electromagnetic field, e.g. a rotating MR spin ensemble, with its resonant frequency excited. The receive power received in this current loop is transmitted to an adjacent second current loop, a coupling loop and so decoupled from the resonant circuit. This has different Advantages, e.g. that the first, ie actual MR receiver loop or MR loop antenna not electrically contacted to the discharge of the receiver signal must be, is self-contained, etc.

Neben der magnetischen Kopplung zwischen zwei Stromschleifen bildet sich jedoch auch, wiederum vor allem wenn diese in Nähe zueinander angeordnet sind, eine gewisse kapazitive Kopplung aus. Mit steigender Frequenz der in den Stromschleifen fließenden Ströme bzw. mit diesen zusammenhängenden Feldern nimmt der Effekt der kapazitiven Verkopplung im Vergleich zur magnetischen Verkopplung immer stärker zu und wirkt sich somit auch stärker auf das System beider Stromschleifen aus.Next The magnetic coupling between two current loops is formed but also, especially if they are arranged close to each other, a certain capacitive coupling. With increasing frequency of flowing in the current loops streams or related to them Fields takes the effect of capacitive coupling in comparison for magnetic coupling increasingly stronger and thus affects also stronger on the system of both current loops.

Die Koppelkapazität ist hierbei über den jeweiligen Stromschleifenumfang verteilt, also nicht an einer einzigen Stelle konzentriert.The coupling capacitance is over here distributed the respective current loop circumference, so not at one concentrated on a single job.

Bei der MR-Tomographie sind MR-Loopantenne und Koppelloop erdfrei über einer Massefläche, z.B. der Patientenumgebung angeordnet. Ein erwünschtes Gegentaktsignal in der MR-Loopantenne, vergleichbar mit einem kreisförmigen Stromfluss, bewirkt über das Magnetfeld eine magnetische Verkopplung mit dem Koppelloop, wird zu diesem wunschgemäß übertragen und von dort weitergeleitet. Ein unerwünschtes Gleichtaktsignal, vergleichbar mit einem globalen Wechselpotential auf der MR-Loopantenne, z.B. durch Fremdeinkopplung verursacht, pflanzt sich über die kapazitive Verkopplung ebenfalls zum Koppelloop fort. Dies ist unerwünscht, vor allem bei MR-Loopantennen, da sich hier Felder von Mantelwellen fortpflanzen, was zur Folge hat, dass dem Koppelloop nachfolgende Empfangsverstärker in ihrem Frequenzgang gestört werden oder sich das gesamte System elektrisch aufschwingt. Sowohl aus Gründen der Signalqualität als auch zum Schutz des Patienten ist die Mantelwellenproblematik im MR-Tomographen zu unterdrücken. Generell ist in vielen Fällen magnetisch gekoppelter Stromschleifen zur Übertragung von Gegentaktsignalen eine Gleichtaktentkopplung erwünscht.at MR tomography are MR loop antenna and coupling loop ungrounded over one Ground plane e.g. the patient environment arranged. A desired push-pull signal in The MR loop antenna, comparable to a circular current flow, causes over the Magnetic magnetic coupling with the coupling loop, is transferred to this desired and forwarded from there. An unwanted common-mode signal, comparable to a global alternating potential on the MR loop antenna, e.g. by foreign input causes, plants over the capacitive coupling also continues to the coupling loop. This is unwanted, before especially in MR loop antennas, since here fields of sheath waves propagate, which has the consequence that the coupling loop subsequent receiver amplifier disturbed in their frequency response or the whole system is electrified. Either for reasons the signal quality as well as for the protection of the patient is the mantle wave problem in the MR tomograph. Generally, in many cases magnetically coupled current loops for the transmission of push-pull signals Common mode decoupling desired.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, die Gleichtaktkopplung magnetisch gekoppelter Stromschleifen zu reduzieren.task The present invention is the common mode coupling magnetic reduce coupled current loops.

Die Aufgabe wird gelöst durch zwei magnetisch gekoppelte Stromschleifen, insbesondere MR- Loopantenne und Koppelloop, mit einer zwischen beiden Stromschleifen auftretenden parasitären Koppelkapazität und einer beide Stromschleifen verbindenden, der Koppelkapazität parallel geschalteten Kompensationsinduktivität.The Task is solved by two magnetically coupled current loops, in particular MR loop antenna and coupling loop, with one occurring between the two current loops parasitic coupling capacitance and one connecting both current loops, the coupling capacity in parallel switched compensation inductance.

Die Kompensationsinduktivität bildet mit der ihr parallel geschalteten Koppelkapazität einen Parallelschwingkreis. Bei der Resonanzfrequenz des Schwingkreise sperrt dieser, bildet also zwischen den beiden gekoppelten Stromschleifen einen nahezu unendlich hohen Widerstand, so dass bei Resonanzfrequenz bzw. in einem schmalen, die Resonanzfrequenz umgebenden Frequenzband, kein Stromfluss bzw. Verschiebestrom zwischen den beiden Stromschleifen möglich ist. Da insbesondere bei der MR-Tomographie die Betriebsfrequenz z.B, auf 123 MHz festgelegt ist, kann die Kompensationsinduktivität so gewählt werden, dass die Resonanzfrequenz des Parallelschwingkreises aus Koppelkapazität und Kompensationsinduktivität genau der Betriebsfrequenz der Anordnung entspricht und hierdurch die Stromschleifen kapazitiv entkoppelt sind, ohne die magnetische Kopplung zu stören.The compensation inductor forms with the parallel coupling capacity one Parallel resonant circuit. At the resonant frequency of the resonant circuit this blocks, thus forms between the two coupled current loops an almost infinitely high resistance, so at resonant frequency or in a narrow frequency band surrounding the resonant frequency, no current flow or displacement current between the two current loops possible is. Especially in MR tomography, the operating frequency For example, set to 123 MHz, the compensation inductance can be chosen that the resonant frequency of the parallel resonant circuit of coupling capacitance and compensation inductance exactly corresponds to the operating frequency of the arrangement and thereby the current loops are capacitively decoupled without disturbing the magnetic coupling.

In einem schmalen Frequenzband ist also eine Gleichtaktübertragung zwischen den magnetisch gekoppelten Stromschleifen unterdrückt. Insbesondere bei der MR-Tomographie können sich auf diesem Pfad deshalb keine Mantelwellen mehr ausbreiten, da diese stets Gleichtaktcharakter besitzen. Die Anordnung einer Kompensationsinduktivität als diskretes Bauteil ist einfach und kostengünstig auszuführen und kann auch im bestehenden System leicht integriert werden.In a narrow frequency band is thus a common mode transmission suppressed between the magnetically coupled current loops. Especially in MR tomography can Therefore, no mantle waves propagate on this path, because they always have common mode character. The arrangement of a compensation inductor as a discrete component is simple and inexpensive to carry out and can also be easily integrated in the existing system.

Durch die Verbindung der Stromschleifen über die Kompensationsinduktivität sind diese galvanisch verbunden. Ist dies störend, z.B. weil eine Potentialtrennung zwischen beiden Schleifen erwünscht ist, kann zwischen die beiden Stromschleifen die Reihenschaltung der Kompensationsinduktivität mit einer Trennkapazität geschaltet sein.By connecting the current loops via the compensation inductance, these are galvanically connected. If this is disturbing, for example because a potential separation between the two loops is desired, the Rei can be between the two current loops hen hen switching the compensation inductance to be connected with a separation capacity.

Die Trennkapazität sorgt hierbei für die galvanische Entkopplung beider Stromschleifen. Durch die Wahl einer Kompensationsinduktivität mit entsprechend ausreichend großer Kapazität stört diese jedoch das Resonanzverhalten von Koppelkapazität und Kompensationsinduktivität nicht. Die oben beschriebenen Vorteile bleiben trotz galvanischer Trennung erhalten.The cutting capacity ensures this the galvanic decoupling of both current loops. By choice a compensation inductance However, with sufficiently large capacity, this disturbs the resonance behavior of coupling capacity and compensation inductor Not. The advantages described above remain despite galvanic Separation received.

Vor allem bei der MR- Tomographie besteht die MR-Loopantenne aus einer einzigen ringförmigen Stromschleife, welche an einer Stelle aufgetrennt ist. An dieser Stelle ist zwischen die beiden Enden der Stromschleife eine Resonanzkapazität geschaltet. Diese ist so dimensioniert, dass der Reihenschwingkreis aus Resonanzkapazität und Stromschleife, welche eine bestimmte Eigeninduktivität besitzt, eine Resonanzfrequenz bei beispielsweise 123 MHz besitzt. Dies ist, wie erwähnt, eine mögliche Betriebsfrequenz der MR- Anlage. Mit der Frequenz von 123 MHz geht eine Vakuumwellenlänge λ von etwa 2,4 m einher. Da eine MR- Untersuchung am menschlichen Körper stattfindet, dieser zu einem Großteil aus Wasser besteht und Wasser ein ε_r von 80 aufweist, reduziert sich die Wellenlänge etwa auf λ = 27 cm. Die (abgewickelten) MR-Loopantennen sind in ihrer Länge oft groß gegenüber dieser Wellenlänge, weshalb sie zumeist mehrfach kapazitiv verkürzt werden. Hierbei wird die MR- Loopantenne in mehrere gleichlange Teilabschnitte aufgeteilt und diese jeweils über Resonanzkapazitäten verbunden. Um auch in diesem Fall eine Gleichtaktentkopplung einer derartigen ersten Stromschleife von einer zweiten Stromschleife zu erhalten, kann, wenn mindestens eine Stromschleife abschnittsweise durch eine zwischengeschaltete Resonanzkapazität in Teilabschnitte unterteilt ist, zumindest ein Teilabschnitt mit der anderen Stromschleife über die Kompensationsinduktivität verbunden sein.Especially in MR tomography, the MR loop antenna consists of a single annular current loop, which is separated at one point. At this point, a resonant capacitance is connected between the two ends of the current loop. This is dimensioned such that the resonant capacitor and current loop series resonant circuit, which has a certain self-inductance, has a resonant frequency at 123 MHz, for example. This is, as mentioned, a possible operating frequency of the MR system. The frequency of 123 MHz is accompanied by a vacuum wavelength λ of about 2.4 m. Since an MR examination takes place on the human body, which largely consists of water and water has an ε _r of 80, the wavelength is reduced approximately to λ = 27 cm. The (unwound) MR loop antennas are often large in length compared to this wavelength, which is why they are mostly shortened capacitively several times. In this case, the MR loop antenna is divided into several sections of equal length and these are each connected via resonance capacitances. In order to obtain a common-mode decoupling of such a first current loop from a second current loop in this case too, if at least one current loop is subdivided in sections by an intermediate resonance capacitance, at least one subsection can be connected to the other current loop via the compensation inductance.

Auch kann dann jeder Teilabschnitt der einen Stromschleife über mindestens eine Kompensationsinduktivität mit der anderen Stromschleife verbunden sein. Hierdurch ergibt sich eine gleichmäßigere Feldverteilung, eine noch wirkungsvollere Gleichtaktentkopplung beider Stromschleifen und eine zumindest annährend verteilte Kompensationsinduktivität, die eher der verteilten Koppelkapazität entspricht.Also Then each subsection of the one current loop can be over at least a compensation inductance be connected to the other current loop. This results a more even field distribution, an even more effective common-mode decoupling of both current loops and at least approximately distributed compensation inductance, the more distributed coupling capacitance equivalent.

Beide Stromschleifen können als Leiterbahnen auf einem Substrat ausgeführt sein. Dies bringt Vorteile sowohl bei der Herstellung der Stromschleifen, wie deren Positionierung, z.B. in einer Anlage, als auch eine leichtere Anbringung der Kompensationsinduktivität oder Trennkapazität, jeweils einzelnen oder als verteilte Bauteile ebenfalls auf dem Substrat, mit sich.Both Current loops can be designed as traces on a substrate. This brings advantages both in the manufacture of the current loops, as their positioning, e.g. in a plant, as well as easier mounting of the compensation inductance or separation capacity, respectively single or as distributed components also on the substrate, with himself.

In einem derartigen Fall können beide Stromschleifen komplanar, nämlich in Form eines Koppelloops konzentrisch um eine MR-Loopantenne, angeordnet sein. Die innenliegende MR-Loopantenne benötigt keinerlei Beschaltung nach Außen und somit keinerlei Leitungszu- oder abführungen, weshalb sie ungestört vom Koppelloop umgeben sein kann. Dessen Anschluss nach Außen hin ist ungehindert möglich. Die Verbindung zwischen MR- Loopantenne und Koppelloop über die Kompensationsinduktivität ist ebenfalls ungehindert möglich. So entsteht auf einem Substrat als Träger ein integriertes Bauteil als Empfangseinheit für eine MR- Anlage.In such a case Both current loops komplanar, namely in the form of a coupling loop concentric about an MR loop antenna. The inside MR loop antenna needed no wiring to the outside and thus no line feeds or discharges, which is why they are undisturbed by the coupling loop can be surrounded. Its connection to the outside is possible without hindrance. The Connection between MR loop antenna and coupling loop over the compensation inductor is also possible without hindrance. This creates an integrated component on a substrate as a carrier as a receiving unit for an MR system.

Bei der MR-Tomographie findet die Verwendung entsprechender Stromschleifen zum Empfang äußerst schwacher elektrischer Feldstärken im zeitlichen Wechsel mit einer Erregung durch ein extrem starkes magnetisches Feld statt. Während der so genannten Sendephase werden in den Stromschleifen durch das extrem starke Feld sehr hohe Ströme induziert, was zu Zerstörung der Komponenten und vor allem Verletzung eines zu untersuchenden Patienten führen könnte. Eine der Lösungen dieses Problems ist z.B. der Kurzschluss des Koppelloops. Dieser Kurzschluss wird meist durch einen in der Sendephase schließbaren Schalter an der zur Signalausleitung aufgetrennten Stelle des Koppelloops realisiert. Um zu vermeiden, dass bei einem Ausfall des Schalters Patient und Anlage dennoch Schaden nehmen, sind in den entsprechenden Stromschleifen Thermo- bzw. Schmelzsicherungen vorgesehen, welche stets funktionsfähig sind und einen zu hohen Stromfluss in jeder Stromschleife unterbinden. Um den Aufwand für Schmelzsicherungen möglichst gering zu halten, können die Stromschleifen auf einem Teil ihres Umfangs identisch sein und dort eine in Reihe geschaltete Thermosicherung enthalten, wobei der Koppelloop an einer anderen Stelle seines Umfangs durch einen schließbaren Schalter aufgetrennt ist.at MR tomography finds the use of appropriate current loops extremely weak to the reception electric field strengths in temporal change with an excitement by an extremely strong magnetic field instead. While the so-called transmission phase are in the current loops through the extremely strong field very high currents induces, causing destruction of the components and especially injury of one to be examined Patients lead could. One of the solutions this problem is e.g. the short circuit of the coupling loop. This short circuit is usually by a closable in the transmission phase switch to the Signal output realized split point of the coupling loop. To avoid that in case of failure of the switch patient and Nevertheless, system damage are in the corresponding current loops Thermal or fuses provided, which are always functional and too high Prevent current flow in each current loop. To the expense of fuses preferably can keep low the current loops are identical on a part of their circumference and there contain a series-connected thermal fuse, where the coupling loop at another point in its circumference by a closeable Switch is disconnected.

MR-Loopantenne und Koppelloop sind also weiterhin konzentrisch angeordnet, wobei sie auf einem Teil Ihres Umfangs auf einer einzigen Leiterbahn bzw. einem Leiter zusammengeführt sind. An dieser Stelle ist die Sicherung, z.B. eine Schmelz- oder Bimetallsicherung angeordnet, welche also bei einem Ausfall des schließbaren Schalters, welcher an einer anderen Stelle des Koppelloops, also nicht an dem mit der MR- Antenne identischen Umfangsteil angeordnet ist, bei zu hohem Stromfluss den Leiter auftrennt. Die Kompensationsinduktivität ist in bekannter Weise ebenfalls an einer Stelle des Koppelloops und der MR-Loopantenne angeordnet, welche nicht gemeinsam verlaufen.MR loop antenna and coupling loop are thus still arranged concentrically, wherein on a part of its circumference on a single track or a ladder merged are. At this point, the fuse, e.g. a melting or bimetal fuse arranged, which thus in case of failure of the closable switch, which at another point of the coupling loop, so not on the with the MR antenna identical peripheral part is arranged at too high Current flow separates the conductor. The compensation inductance is in also known manner at a point of the coupling loop and the Arranged MR loop antenna, which do not run together.

Für eine weitere Beschreibung der Erfindung wird auf die Ausführungsbeispiele der Zeichnungen verwiesen. Es zeigen jeweils in einer Prinzipdarstellung,For a further description of the invention is based on the embodiments of the drawings directed. They each show in a schematic representation,

1 zwei magnetisch gekoppelte Stromschleifen mit Gleichtaktentkopplung über einer Massefläche, 1 two magnetically coupled current loops with common-mode decoupling over a ground plane,

2 eine kapazitiv verkürzte MR- Loopantenne mit Koppelloop, Gleichtaktentkopplung und galvanischer Trennung, 2 a capacitively shortened MR loop antenna with coupling loop, common-mode decoupling and galvanic isolation,

3 die Anwendung aus 2 ohne galvanische Trennung, mit verteilten Kompensationsinduktivitäten, 3 the application off 2 without galvanic isolation, with distributed compensation inductances,

4 die Anwendung aus 3 mit kapazitiv verkürztem Koppelloop, 4 the application off 3 with capacitively shortened coupling loop,

5 die Anwendung aus 3 mit zusammengeführtem Teilstück und Schmelzsicherung. 5 the application off 3 with merged section and fuse.

1 zeigt zwei Stromschleifen 2 und 4, welche erdfrei über einer Massefläche 6 angeordnet sind. Die Stromschleife 2 wird über Zuleitungen 8a, b mit Wechselstrom versorgt. Die Stromrichtung in beiden Zuleitungen 8a, b ist durch die Strompfeile 10a, b definiert. Die beiden Zuleitungen 8a, b werden von einer nicht näher spezifizierten Stromquelle 12 mit Wechselstrom gespeist. Im Falle einer Gegentaktspeisung der Stromschleife 2 durch die Gegentaktstromquelle 13 sind die Ströme in den Stromrichtungen 10a, b jeweils gleich groß und besitzen gleiches Vorzeichen. In der Stromschleife 2 stellt sich ein ringförmiger Stromfluss ein, weshalb diese ein Magnetfeld 14 erzeugt. 1 shows two current loops 2 and 4 , which are floating over a ground plane 6 are arranged. The current loop 2 is via supply lines 8a , b supplied with alternating current. The current direction in both supply lines 8a , b is through the streaming arrows 10a , b defined. The two supply lines 8a , b are from an unspecified power source 12 powered by alternating current. In the case of a push-pull supply of the current loop 2 through the push-pull power source 13 are the currents in the current directions 10a , b are the same size and have the same sign. In the current loop 2 an annular current flow sets in, which causes it to generate a magnetic field 14 generated.

Das Magnetfeld 14 durchsetzt ebenfalls die Stromschleife 4, welche axial versetzt und konzentrisch zur Stromschleife 2 angeordnet ist. In der Stromschleife 4 wird daher ein dem in die Stromschleife 2 eingespeisten Gegentaktsignal entsprechendes Gegentaktsignal empfangen, welches über die Zuleitung 16a, b zum Verstärker 18 geleitet, dort verstärkt und zu einer nicht näher spezifizierten Signalverarbeitung in Richtung des Pfeils 20 weitergeleitet wird. Die Übertragung des Gegentaktsignals von der Gegentaktstromquelle 13 zum Verstärker 18 ist erwünscht.The magnetic field 14 also penetrates the current loop 4 which axially offset and concentric with the current loop 2 is arranged. In the current loop 4 So it gets into the current loop 2 fed push-pull signal corresponding push-pull signal received, which via the supply line 16a , b to the amplifier 18 directed, amplified there and to unspecified signal processing in the direction of the arrow 20 is forwarded. The transmission of the push-pull signal from the push-pull power source 13 to the amplifier 18 is desired.

Auf Grund der geometrischen Anordnung der Stromschleifen 2, 4 zueinander bildet sich zwischen beiden eine über den Umfang der Stromschleifen verteilte Koppelkapazität 22 aus, welche in 1 durch ein konzentriertes Bauelement symbolisch dargestellt ist.Due to the geometric arrangement of the current loops 2 . 4 To each other forms between the two distributed over the circumference of the current loops coupling capacity 22 out, which in 1 symbolically represented by a concentrated component.

Wird nun von der störenden Gleichtaktstromquelle 12 ein Gleichtaktsignal in die Zuleitungen 8a, b eingespeist, was bedeutet, dass die Ströme bzgl. der Stromrichtungen 10a, b gleichen Betrag jedoch ungleiche Vorzeichen aufweisen, so pflanzt sich dieses Gleichtaktsignal von der Stromschleife 2 über die Koppelkapazität 22 zur Stromschleife 4 und dort über die Zuleitungen 16a, b ebenfalls zum Verstärker 18 fort. Dieser Effekt ist äußerst unerwünscht. Durch ein Gleichtaktsignal wird das Gesamtsystem aus 1 wegen des Stromflusses durch die, in diesem Fall wie eine einzige Leitung wirkenden Zuleitungen 8a, b und 16a, b gestört, da sich diese über der Massefläche 6 wie Antennen verhalten. Somit ändert sich, bedingt durch Rückwirkungen dieser Felder auch der Frequenzgang des Verstärkers.Now from the interfering common mode power source 12 a common-mode signal in the supply lines 8a , b, which means that the currents with respect to the current directions 10a However, b equal amount have unequal signs, so this common-mode signal propagates from the current loop 2 over the coupling capacity 22 to the current loop 4 and there over the supply lines 16a , b also to the amplifier 18 continued. This effect is extremely undesirable. A common-mode signal turns off the entire system 1 because of the current flow through the, in this case acting as a single line leads 8a , Federation 16a , b disturbed, as these are above the ground plane 6 how antennas behave. Thus, due to repercussions of these fields, the frequency response of the amplifier also changes.

Um den eben erläuterten Vorgang zu verhindern bzw. deutlich zu reduzieren, ist zwischen die Stromschleifen 2 und 4 eine Kompensationsinduktivität 24 als diskretes Bauteil geschaltet. Diese ist somit der Koppelkapazität 22 parallel geschaltet und bildet mit dieser zusammen einen Parallelschwingkreis im Signalpfad zwischen der störenden Gleichtaktstromquelle 12 und Verstärker 18 für Gleichtaktsignale. Die Resonanzfrequenz des Schwingkreises ergibt sich aus dem systeminhärenten bzw. dimensionsabhängigen Wert der Koppelkapazität 22 und dem gewählten Wert der Kompensationsinduktivität 24. Von der Gleichtaktstromquelle 12 erzeugte Gleichtaktsignale in einem schmalen Band um die Resonanzfrequenz können somit nicht zum Verstärker 18 gelangen. Die Übertragung von Gegentaktsignalen zwischen den Stromschleifen 2 und 4, also von der Gegentaktstromquelle 13 zum Verstärker 18 ist hierdurch jedoch nicht behindert. Die Bandbreite der Schmalbandigkeit ergibt sich aus dem Frequenzverlauf der Impedanzkurve des Schwingkreises und der erforderlichen Mindestdämpfung.To prevent or significantly reduce the process just described, is between the current loops 2 and 4 a compensation inductance 24 switched as a discrete component. This is thus the coupling capacity 22 connected in parallel and together with this forms a parallel resonant circuit in the signal path between the interfering common mode current source 12 and amplifiers 18 for common-mode signals. The resonance frequency of the resonant circuit results from the system-inherent or dimension-dependent value of the coupling capacitance 22 and the selected value of the compensation inductance 24 , From the common mode power source 12 thus generated common mode signals in a narrow band around the resonant frequency can not to the amplifier 18 reach. The transmission of push-pull signals between the current loops 2 and 4 , So from the push-pull power source 13 to the amplifier 18 However, this is not hindered. The bandwidth of the narrowband results from the frequency response of the impedance curve of the resonant circuit and the required minimum attenuation.

2 zeigt eine alternative Ausführungsform der Anordnung aus 1 für die MR-Tomographie. Der Stromschleife 2 entspricht hier eine MR-Loopantenne 26, welche konzentrische von einem Koppelloop 28 umschlossen ist. MR-Loopantenne 26 und Koppelloop 28 sind gemeinsam auf einem nicht dargestellten Substrat in Form von Leiterbahnen komplanar aufgebracht. Im Gegensatz zu 1 besitzt die MR- Loopantenne 26 keine Zuleitungen zur Signaleinspeisung sondern wird durch das magnetische Feld eines rotierenden, nicht dargestellten MR-Spin-Ensembles angeregt. Außerdem ist die MR-Loopantenne 26 in vier näherungsweise gleichlange Teilstücke 30a-d aufgetrennt, welche über vier näherungsweise gleiche Resonanzkapazitäten 32a-d zu einem geschlossenen Resonanzkreis verbunden sind. Die einzelnen Teilstücke 30a-d der MR-Loopantenne 26 sind dadurch kurz gegenüber der Wellenlänge des zu empfangenden Magnetfeldes 14. Die Resonanzfrequenz der MR- Loopantenne 26 beträgt z.B. 123 MHz, was der Frequenz des MR-Spin-Ensembles entspricht. Im Resonanzfall, also bei Empfang eines entsprechenden Signals durch die MR-Loopantenne 26 ist diese somit von einem Magnetfeld 14 durchsetzt. Dieses Magnetfeld 14 wird vom Koppelloop 28 empfangen und über die Signalleitungen 16a, b in Richtung des Pfeils 20 einer nicht dargestellten Signalverarbeitung zugeführt. Der in 1 gezeigte Verstärker 18 ist der Einfachheit halber in den folgenden Figuren weggelassen. 2 shows an alternative embodiment of the arrangement 1 for MR tomography. The current loop 2 corresponds here to an MR loop antenna 26 which are concentric from a coupling loop 28 is enclosed. MR loop antenna 26 and coupling loop 28 are applied coplanar together on a substrate, not shown, in the form of interconnects. In contrast to 1 owns the MR loop antenna 26 no supply lines for signal input but is excited by the magnetic field of a rotating, not shown MR spin ensemble. In addition, the MR loop antenna 26 in four approximately equal parts 30a -d separated, which has four approximately equal resonance capacitances 32a -d are connected to a closed resonant circuit. The individual cuts 30a -d the MR loop antenna 26 are thus short of the wavelength of the magnetic field to be received 14 , The resonance frequency of the MR loop antenna 26 is for example 123 MHz, which corresponds to the frequency of the MR spin ensemble. In the case of resonance, ie upon receipt of a corresponding signal by the MR loop antenna 26 is this thus of a mag netfeld 14 interspersed. This magnetic field 14 is from the coupling loop 28 received and over the signal lines 16a , b in the direction of the arrow 20 fed to a signal processing, not shown. The in 1 shown amplifiers 18 is omitted in the following figures for the sake of simplicity.

Um ein durch Mantelwellen in die MR-Loopantenne 26 eingespeistes Gleichtaktsignal nicht zum Koppelloop 28 zu übertragen und in Richtung des Pfeils 20 auszuleiten, ist die sich zwischen MR-Loopantenne 26 und Koppelloop 28 einstellende, wiederum symbolisch dargestellte Koppelkapazität 22 ebenfalls durch eine Kompensationsinduktivität 24 zu einem Parallelschwingkreis ergänzt. Zum Schutz der in 2 dargestellten Anordnung und des nicht dargestellten, sich in der Nähe der Anordnung befindenden Patienten ist während der Sendephase des MR-Tomographen der Koppelloop 28 über einen Schalter 34 kurzschließbar.To a through sheath waves in the MR loop antenna 26 fed common mode signal not to the coupling loop 28 to transfer and in the direction of the arrow 20 is to divert that is between MR loop antenna 26 and coupling loop 28 adjusting, again symbolically shown coupling capacity 22 also by a compensation inductance 24 added to a parallel resonant circuit. To protect the in 2 illustrated arrangement and the patient, not shown, located in the vicinity of the arrangement is the coupling loop during the transmission phase of the MR tomograph 28 via a switch 34 short-circuited.

Um die in 1 durch die Kompensationsinduktivität 24 entstehende galvanische Verbindung zwischen den Stromschleifen 2 und 4 zu verhindern, ist in 2 zwischen MR-Loopantenne 26 und Koppelloop 28 in Reihe zur Kompensationsinduktivität 24 eine Trennkapazität 36 geschaltet. Diese ist entsprechend groß gewählt, um die Resonanzfrequenz des Parallelschwingkreises aus Kompensationsinduktivität 24 und Koppelkapazität 22 nicht zu verändern.To the in 1 through the compensation inductance 24 resulting galvanic connection between the current loops 2 and 4 to prevent is in 2 between MR loop antenna 26 and coupling loop 28 in series with the compensation inductance 24 a separation capacity 36 connected. This is chosen to be large corresponding to the resonant frequency of the parallel resonant circuit of Kompensationsinduktivität 24 and coupling capacity 22 not to change.

Die 3 und 4 zeigen nochmals die Anordnung aus 2, wobei hier jeweils die Kompensationsinduktivität 24 in Form von acht, über den Umfang von MR-Loopantenne 26 bzw. Koppelloop 28 verteilten Teilinduktivitäten 40 ausgeführt ist. Dies trägt der Tatsache Rechnung, dass die Koppelkapazität 22 tatsächlich auch kontinuierlich über den gleichen Umfang zwischen beiden Stromschleifen verteilt ist.The 3 and 4 show again the arrangement 2 , here in each case the compensation inductance 24 in the form of eight, about the circumference of MR loop antenna 26 or coupling loop 28 distributed partial inductances 40 is executed. This takes into account the fact that the coupling capacity 22 in fact, is also distributed continuously over the same circumference between both current loops.

In 4 ist neben der MR- Loopantenne 26 auch der Koppelloop 28 in vier Teilstücke 42a-d unterteilt und jeweils durch Resonanzkapazitäten 44a-c verbunden. Wegen des hieraus resultierenden Impedanzausgleichs im Koppelloop 28 ist deshalb zu dessen Verstimmung im MR-Sendefall der Schalter 34 alleine nicht ausreichend, weshalb dieser um eine Induktivität 46 in der Zuleitung 16a zur Verstimmung seiner Resonanz ergänzt ist.In 4 is next to the MR loop antenna 26 also the coupling loop 28 in four parts 42a -d divided and each by resonance capacities 44a -c connected. Because of the resulting impedance compensation in the coupling loop 28 is therefore its detuning in the MR transmission case, the switch 34 alone not sufficient, which is why this is an inductance 46 in the supply line 16a is supplemented to the detuning of his resonance.

5 zeigt eine alternative Ausführungsform zur Anordnung aus 2, bei der in einem Bereich 48 des Umfangs von Koppelloop 28 und MR- Loopantenne 26 diese zu einem einzigen Leiterstück 50 vereint sind. Im Leiterstück 50 befindet sich eine Schmelzsicherung 52. Sollte der Schalter 34 versagen und im MR-Sendefall nicht schließen und so den Koppelloop 28 nicht kurzschließen um diesen und die MR-Loopantenne 26 und den nicht dargestellten Patienten zu schützten, so heizt sich das Leiterstück 50 sehr stark auf, wodurch die Schmelzsicherung 52 durchbrennt und das Leiterstück 50 auftrennt und hierdurch den Stromfluss in der MR-Loopantenne und dem Koppelloop 28 unterbricht und zumindest den Patienten vor Schaden schützt. 5 shows an alternative embodiment of the arrangement 2 in the case of one area 48 the circumference of Koppelloop 28 and MR loop antenna 26 this to a single conductor piece 50 are united. In the conductor piece 50 there is a fuse 52 , Should the switch 34 fail and do not close in the MR transmission case and so the coupling loop 28 do not short-circuit around this and the MR loop antenna 26 and protect the patient, not shown, so heats the conductor piece 50 very strong, causing the fuse 52 blows and the conductor piece 50 separates and thereby the current flow in the MR loop antenna and the coupling loop 28 interrupts and at least protects the patient from harm.

Claims

Magnetically coupled current loops ( 2 . 4 ), in particular MR loop antenna ( 26 ) and coupling loop ( 28 ), with one between the two current loops ( 2 . 4 ) occurring parasitic coupling capacity ( 22 ), and one of the two current loops ( 2 . 4 ), the coupling capacity ( 22 ) parallel-connected, compensation inductance ( 24 ).

Current loops according to claim 1, in which between the two current loops ( 2 . 4 ) the series connection of the compensation inductance ( 24 ) with a separation capacity ( 36 ) is switched.

Current loops according to Claim 1 or 2, in which at least one current loop ( 26 ) in sections by an intermediate resonance capacity ( 32a -d) in subsections ( 30a -d), and at least one subsection ( 30c ) with the other current loop ( 28 ) via the compensation inductance ( 24 ) connected is.

Current loops according to claim 3, in which each subsection ( 30a d) via at least one compensation inductance ( 40 ) with the other current loop ( 42a -d) is connected.

Current loops according to one of the preceding claims, in which both current loops ( 26 . 28 ) are designed as conductor tracks on a substrate.

Current loops according to Claim 5, in which a coupling loop is used as coplanar current loops ( 28 ) concentrically around an MR loop antenna ( 26 ) is arranged.

Current loops according to claim 6, which are mounted on a part ( 48 ) are identical in size and there is a series fuse ( 52 ), whereby the coupling loop ( 28 ) at another point in its circumference by a closable switch ( 34 ) is separated.