DE102008044467A1

DE102008044467A1 - System und Vorrichtung zum Empfangen von Magnetresonanz (MR)-Signalen von einem bildgebend darzustellenden Objekt

Info

Publication number: DE102008044467A1
Application number: DE102008044467A
Authority: DE
Inventors: Robert S. Hartland Stormont; Dashen Hartland Chu
Original assignee: General Electric Co
Current assignee: General Electric Co
Priority date: 2007-09-07
Filing date: 2008-08-26
Publication date: 2009-03-12
Also published as: US20090067697A1; CN101382587A; US9354287B2; JP2009061272A

Abstract

Eine Vorrichtung zum Empfangen von Magnetresonanz-Signalen (MR-Signalen), die von einem bildgebend darzustellenden Objekt ausgestrahlt werden, enthält eine Empfänger-Spule (302), die eingerichtet ist, MR-Signale zu detektieren, und einen Frequenzumsetzungs-Vorverstärker (304), der mit der Empfangsspule (302) gekoppelt ist. Der Frequenzumsetzungs-Vorverstärker (304) ist eingerichtet, um die MR-Signale zu verstärken, und um eine Frquenz der MR-Signale in eine Zwischenfrequenz zu konvertieren. Der Frequenzumsetzungs-Vorverstärker (304) kann einen Verstärker (308), der eine vorher bestimmte Verstärkung aufweist, einen Frequenzfilter (310), der eingerichtet ist, mindestens eine vorher bestimmte Frequenz zu filtern, und einen Mixer (312) enthalten, der eingerichtet ist, um die Frequenz der MR-Signale in die Zwischenfrequenz zu konvertieren.

Description

GEBIET DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung betrifft allgemein Magnetresonanz-Bildgebungssysteme (MR-Bildgebungssysteme) und insbesondere einen Frequenzumsetzungs-Vorverstärker zum Konvertieren der Frequenz der MR-Signale, die von einem bildgebend darzustellenden Objekt empfangen werden.
HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Magnetresonanz-Bildgebung (magnet resonanz imaging: MRI) ist eine medizinische Modalität, die Bilder von innerhalb des menschlichen Körpers ohne die Verwendung von Röntgenstrahlen oder anderer ionisierender Strahlung erzeugen kann. Die MR-Bildgebung verwendet einen starken Magneten, um ein starkes, gleichförmiges, statisches Magnetfeld (beispielsweise das „Hauptmagnetfeld") zu erzeugen. Wenn ein menschlicher Körper oder Teile eines menschlichen Körpers in das Hauptmagnetfeld platziert werden, werden die Kernspins polarisiert, die mit den Wasserstoffmolekülen in dem Gewebewasser assoziiert sind. Dies bedeutet, dass die magnetischen Momente, die mit diesen Spins assoziiert sind, bevorzugt entlang der Richtung des Hauptmagnetfeld ausgerichtet werden, was zu einer kleinen resultierenden Magnetisierung entlang dieser Achse (der „z-Achse", laut Konvension) führt. Ein MR-Bildgebungs-System weist ebenfalls Komponenten auf, die als Gradientenspulen bezeichnet werden, die eine mit kleinerer Amplitude, räumlich veränderliche Magnetfeldkomponenten auf weisen, wenn ein Strom auf diese angewendet wird. Typischerweise sind die Gradientenspulen eingerichtet, eine Magnetfeldkomponente zu erzeugen, die entlang der z-Achse ausgerichtet ist und die linear in der Amplitude mit der Position entlang einer der x-, y-, oder z-Achsen variieren. Der Effekt einer Gradientenspule ist es, eine kleine Rampe auf der Magnetfeldstärke und gleichzeitig auf die Resonanzfrequenz der Kernspins entlang einer einzigen Achse zu erzeugen. Drei Gradientenspulen mit orthogonalen Achsen werden verwendet, um „die MR-Signale „räumlich" zu kodieren, indem eine Signatur-Resonanzfrequenz an jedem Ort in dem Körper erzeugt wird. Hochfrequenz-Spulen (HF) werden verwendet, um Pulse der HF-Energie an oder nahe der Resonanzfrequenz des Wasserstoffkerns zu erzeugen. Die HF-Spulen werden verwendet, um auf eine kontrollierte Art und Weise Energie in dem Kernspinsystem zu erzeugen. Wenn die Kernspins dann zu ihrem Ruheenergiezustand relaxieren, wird Energie in Form eines HF-Signals ausgesendet oder abgegeben. Das HF-Signal wird dann durch eine HF-Empfänger-Spule oder Spulen detektiert und unter Verwendung eines Computers und eines bekannten Rekonstruktionsalgorithmus in ein Bild gewandelt.
Die Amplitude der Signale, die durch die HF-Empfängerspule(n) detektiert wird, ist typischerweise klein. Eine HF-Spule kann mit einem Vorverstärker verbunden werden, der verwendet wird, um die Signale vor der weiteren Signalbearbeitung zu verstärken, die durch die HF-Empfänger-Spule detektiert sind. In einem MR-Bildgebungs-System mit mehreren HF-Empfänger-Spulen kann ein Vorverstärker für jede HF-Empfängerspule vorgesehen sein. Vorverstärker verringern die „Schleifen"- oder „loop to loop"-Kopplung und verbessern die Systemrauscheigenschaften. Ein Vorverstärker kann jedoch aus seiner Ausgabe-Schnittstelle strahlen und einen Oszillator erzeugen. Ein niedriger Verlust, hochabgeschirmte Ausgangskabel und Steckverbinder können verwendet werden, um die Kopplung und Verluste zu minimieren, wobei jedoch derartige Kabel und Steckverbinder nicht in Größe oder Kosten effizient sein können, insbesondere in einem System mit mehrere HF-Empfängern. Deshalb gibt es einen Bedarf für eine System und eine Vorrichtung, um Oszillationen zu vermindern oder zu eliminieren, die durch die Vorverstärker erzeugt werden.
KURZE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
Gemäß einer Ausführungsform enthält eine Vorrichtung zum Empfangen Magnetresonanz-Signalen (MR-Signalen), die durch ein bildgebend darzustellendes Objekt emittiert oder ausgesandt werden, eine Empfänger-Spule, die eingerichtet ist um MR-Signale zu detektieren, und einen Frequenzumsetzungs-Vorverstärker, der mit der Empfänger-Spule gekoppelt ist, und eingerichtet ist, um die MR-Signale zu verstärken und eine Frequenz der MR-Signale in eine vielfache Frequenz zu konvertieren oder umzuwandeln.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform enthält ein System zum Empfangen von Magnetresonanz-Signalen (MR-Signalen), die von einem bildgebend darzustellenden Objekt ausgesendet werden, mindestens eine Empfänger-Spule die eingerichtet ist, die MR-Signale zu detektieren, mindestens einen Frequenzumsetzungs-Vorverstärker, der mit mindestens einer Empfänger-Spule gekoppelt ist, und eingerichtet ist, die MR-Signale zu verstärken, und eine Frequenz der MR-Signale in eine Zwischenfrequenz zu konvertieren, und einen Empfänger, der mit dem mindestens einen Frequenzumsetzungs-Vorverstärker gekoppelt ist, und eingerichtet ist, die verstärkten MR-Signale zu bearbeiten.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform enthält ein Frequenzumsetzungs-Vorverstärker für eine Empfänger-Spule in einem Magnetresonanz-Bildgebungssystem (MR-Bildgebungssystem) einen Verstärker, der eine vorher bestimmte Verstärkung aufweist, und eingerichtet ist, um mindestens ein Magnetresonanz-Signal (MR-Signal) von der Empfänger-Spule zu empfangen, und ein verstärktes MR-Signal zu erzeugen, einen Frequenzfilter, der mit dem Verstärker gekoppelt ist, und eingerichtet ist, um mindestens eine vorher bestimmte Frequenz zu filtern, und einen Mixer, der mit den Frequenzfilter gekoppelt ist, und eingerichtet ist, um die Frequenz des verstärkten MR-Signals in eine Zwischenfrequenz zu konvertieren.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNG
Die Erfindung wird besser aus der nachfolgenden genaueren Beschreibung verstanden, die in Verbindung mit der nachfolgenden Zeichnung gelesen wird, in der
1 ein schematisches Blockdiagramm eines beispielhaften Magnetresonanz-Bildgebungssystems gemäß einer Ausführungsform ist.
2 ein vereinfachtes Blockdiagramm eines Empfangspfades eines MR-Bildgebungssystems gemäß einer Ausführungsform ist.
3 ein vereinfachtes Blockdiagramm eines Empfangspfades ist, der Details eines Frequenzumsetzungs-Vorverstärkers gemäß einer Ausführungsform ist.
4 ein vereinfachtes schematisches Blockdiagramm eines Empfangspfades eines MR-Bildgebungssystems gemäß einer alternativen Ausführungsform ist.
GENAUERE BESCHREIBUNG
1 ist ein schematisches Blockdiagramm eines beispielhaften Magnetresonanz-Bildgebungssystems gemäß einer Ausführungsform. Die Bedienung des MR-Bildgebungssystems 10 wird von einer Bedienerkonsole 12 aus gesteuert, die eine Tastatur oder eine andere Eingabeeinrichtung 13, ein Steuerpult 14 und eine Darstellungseinrichtung oder ein Display 16 enthält. Die Konsole 12 kommuniziert durch eine Verbindung 18 mit einer Rechnereinrichtung 20 und schafft eine Schnittstelle für einen Bediener, um die MR-Bildgebungsscans durchzuführen, Ergebnisbilder darzustellen, Bildbearbeitung dieser Bilder durchzuführen und Daten und Bilder zu archivieren. Die Rechnereinrichtung 20 enthält eine Anzahl von Modulen, die mit einander durch andere elektrische und/oder Daten-Verbindungen kommunizieren, wie beispielsweise diejenigen, die durch die Rückwand oder Backplane 20a verwendet werden. Datenverbindungen können feste Drahtverbindungen sein, oder können Faseroptische Verbindungen oder drahtloses Kommunikationsverbindungen oder ähnliches sein. Die Module der Rechnereinrichtung 20 enthalten ein Bildbearbeitungs-Modul 22, ein CPU-Modul 24 und ein Speicher-Modul 26, das einen Frame-Puffer zum Speichern der Bilddaten-Arrays enthält. In einer alternativen Ausführungsform kann das Bildbearbeitungs-Modul 22 durch eine Bildbearbeitungs-Funktionalität auf dem CPU-Modul 24 ersetzt werden. Die Rechnereinrichtung 20 ist mit Archiv-Medien-Einrichtungen verbunden, Permanent- oder Back-up-Speichern oder einem Netzwerk. Die Rechnereinrichtung 20 kann ebenfalls mit einem separaten System-Steuerungs-Rechner 32 durch eine Verbindung 34 kommunizieren. Die Eingabeeinrichtung 13 kann eine Maus, einen Joystick, eine Tastatur, einen Trackball, einen berührungsempfindlichen Bildschirm, eine Lichtwand, eine Stimmeingabeeinrichtung oder jede ähnliche oder äquivalente Eingabeeinrichtung enthalten, und kann zur interaktiven geometrischen Vorschrift verwendet werden.
Der System-Steuerrechner 32 enthält einen Satz von Modulen, die über andere elektrische und/oder Datenverbindungen 32a in Kommunikation miteinander stehen. Datenverbindungen 32a können feste Drahtverbindungen oder Faseroptische Verbindungen oder drahtlose Kommunikationsverbindungen oder ähnliches sein. In alternativen Ausführungsformen können die Module der Rechnereinrichtung 20 und des Systemsteuerrechners 32 auf derselben Rechnereinrichtung oder mehreren Rechnereinrichtungen implementiert sein. Die Module des Systemsteuerrechners 32 enthalten ein CPU-Modul 36 und ein Pulsgenerator-Modul 38, das mit der Bedienerkonsole 12 durch eine Kommunikationsverbindung 40 verbunden ist. Das Pulsgenerator-Modul 38 kann alternativ in die Scannereinrichtung (beispielsweise Magnetanordnung 52) integriert sein. Durch die Verbindung 40 empfängt der Systemsteuer-Rechner 32 Befehle von dem Bediener, um die Scan-Sequenz anzuzeigen, die durchgeführt werden soll. Das Pulsgenerator-Modul 38 betreibt die Systemkomponenten, die die gewünschten Pulssequenzen darstellen (beispielsweise durchführen), durch Senden von Anweisungen, Befehlen und Anfragen (beispielsweise Hochfrequenz(HF)-Kurvenformen), die das Timing, die Stärke und Gestalt der HF-Pulse und Impulssequenzen beschreiben, die erzeugt werden sollen, und das Timing, die Stärke und die Länge des Datenakquisitions-Fensters. Das Pulsgenerator-Modul 38 ist mit einem Gradientenverstärker-System 42 verbunden und erzeugt Daten, die als Gradienten-Kurvenformen bezeichnet werden, die das Timing und die Gestalt der Gradientenimpulse steuern, die während des Scans verwendet werden. Das Pulsgenerator-Modul 38 kann ebenfalls Patientendaten von einer Physiologischen Akquisitions-Kontroller 44 empfangen, der Signale von einer Anzahl von verschiedenen Sensoren empfängt, die mit dem Patienten verbunden sind, wie beispielsweise EKG-Signale von Elektroden, die mit dem Patienten verbunden sind. Das Pulsgenerator-Modul 38 ist mit einer Scan-Raum-Schnittstellenschaltung 46 verbunden, die Signale von verschiedenen Sensoren empfängt, die mit dem Zustand des Patienten und des Magnetsystems verknüpft sind. Durch die Scan-Raum-Schnittstellenschaltung 46 empfängt die Patientenpositioniereinrichtung 48 Befehle, um den Patiententisch an die gewünschte Position zum Scannen zu bewegen.
Die Gradienten-Kurvenformen, die durch das Pulsgenerator-Modul 38 erzeugt werden, werden auf die Gradientenverstärkereinrichtung 42 angewendet, die G_x, G_y und G_z,-Verstärker aufweist. Jeder Gradientenverstärker regt eine zugehörige physikalische Gradientenspule in einer Gradientenspulenanordnung an, die allgemein mit 50 bezeichnet wird, um Magnetfeld-Gradientenimpulse zu erzeugen, die für die räumliche Kodierung der akquirierten Signale verwendet werden. Die Gradientenspulenanordnung 50 bildet einen Teil einer Magnetanordnung 52, die einen polarisierenden Magneten 54 enthält, und die eine Ganzkörper-HF-Spule 56, Oberflächen- oder Parallel-Bildgebungsspulen 76 oder beides enthalten kann. Die Spule 56, 76 der HF-Spulenanordnung kann sowohl zum Übertragen als auch zum Empfangen oder nur zum Übertragen oder nur zum Empfangen eingerichtet sein. Ein Patient oder ein bildgebend darzustellendes Objekt 70 kann innerhalb eines zylindrischen Patienten-Bildgebungsvolumens 72 der Magnetanordnung 52 angeordnet werden. Ein Transceiver-Modul oder Sende/Empfänger-Modul 58 in dem System-Steuerrechner 32 erzeugt Impulse, die durch einen HF-Verstärker 60 verstärkt werden, und mit den HF-Spulen 56, 76 durch einen Übertrager-/Sende-Schalter 62 (T/S-Schalter) gekoppelt sind. Die resultierenden Signale, die von den angeregten Kernen in dem Patienten ausgesandt werden, können von durch dieselbe HF-Spule 56 detektiert werden, und durch den Übertrager/Sende-Schalter 62 mit einen Vorverstärker 64 gekoppelt werden. Alternativ können die Signale, die durch einen angeregten Kern emittiert werden, durch eine separate Empfänger-Spulen, wie beispielsweise Parallel-Spulen oder Oberflächen-Spulen 76 detektiert werden. Die verstärkten MR-Signale werden in dem Empfänger-Abschnitt des Übertragers 58 demoduliert, gefiltert und digitalisiert. Der Übertrager-/Empfänger-Schalter 62 wird durch ein Signal aus dem Pulsgenerator-Modul 38 gesteuert, um den HF-Verstärker 60 mit der HF-Spule 56 während des Übertragungsmodus elektrisch zu verbinden, und um den Vorverstärker 64 mit der HF-Spule 56 während des Empfangsmodus zu verbinden. Der Übertrager-/Empfänger-Schalter 62 kann es ebenfalls einer separaten HF-Spule (beispielsweise eine Parallel- oder Oberflächen-Spule 76) ermöglichen, entweder im Übertrager- oder im Empfangs-Modus verwendet zu werden.
Die MR-Signale, die von der HF-Spule 56 detektiert sind, werden von dem Sende-Empfangs–Modul 58 digitalisiert und in ein Speicher-Modul 66 in dem System-Steuerrechner 32 übertragen. Typischerweise werden Frames von Daten, die zu den MR-Signalen gehören, temporär in dem Speicher-Modul 66 gespeichert bis diese nacheinander übertragen werden, um Bilder zu erzeugen. Ein Array-Prozessor 68 verwendet ein bekanntes Transformationsverfahren, am häufigsten eine Fouriertransformation, um Bilder aus den MR-Signalen zu erzeugen. Diese Bilder werden durch die Verbindung 34 an die Rechnereinrichtung 20 übertragen, wo diese in dem Speicher ge speichert werden. Als Antwort auf Befehle, die von der Bedienerkonsole 12 empfangen werden, können diese Bilddaten in einem Langzeitspeicher archiviert werden, oder können in der Bildbearbeitungseinrichtung 22 weiterbearbeitet und an die Bedienerkonsole 12 weitergeleitet und auf dem Display 16 dargestellt werden.
2 ist ein vereinfachtes Blockdiagramm eines Empfangspfades für ein MR-Bildgebungssystem gemäß einer Ausführungsform. Der Empfangspfad 200 ist mit dem vorstehend beschriebenen MR-Bildgebungssystem von 1 oder jedem ähnlichen oder äquivalenten System zum Erhalten von MR-Bildern kompatibel. Der Empfangspfad 200 enthält eine HF-Empfänger-Spule 202, einen Frequenzumsetzungs-Vorverstärker 204 und einen Transceiver 206. Verschiedene andere Elemente, wie beispielsweise ein Übertrager-/Sende-Schalter usw. werden aus 2 aus Gründen der Übersichtlichkeit weggelassen. Die HF-Empfänger-Spule 202 kann beispielsweise eine Ganzkörper-Spule, eine Oberflächen-Spule, eine Kopf-Spule, eine in einem Array von Spulen usw. sein, und ist eingerichtet, um Signale zu detektieren, die von einem bildgebend darzustellenden Objekt als Antwort auf magnetische Felder und HF-Impulse ausgesendet werden, die auf das bildgebend darzustellenden Objekt angewendet werden. Die HF-Empfänger-Spule 202 ist gekoppelt und ist in Signalkommunikation mit einem Frequenzumsetzungs-Vorverstärker 204. Die Signale, die von der Empfängerspule 202 detektiert werden, werden an den Frequenzumsetzungs-Vorverstärker 204 bereitgestellt, der eingerichtet ist, um die Signale zu verstärken, und um die Frequenz der verstärkten Signale in eine Zwischenfrequenz zu konvertieren, wie dies genauer in Bezug auf 3 beschrieben wird. Die Zwischenfrequenz ist eine andere Frequenz als die Frequenz der akquirierten Signale. Demzufolge wird die Ausgabe des Fre quenzumsetzungs-Vorverstärkers 204 nicht bei der MR-Frequenz senden, und es wird keine Oszillation auftreten.
In einer Ausführungsform ist die Zwischenfrequenz niedriger als die akquirierte MR-Signal-Frequenz. In einer anderen Ausführungsform ist eine Zwischenfrequenz höher als die akquirierte MR-Signal-Frequenz. Der Frequenzumsetzungs-Vorverstärker 204 ist gekoppelt mit und ist Signal-Kommunikation mit einem Transceiver 206 über eine Schnittstelle oder Verbindung 205. Die verstärkten Signale werden von der Frequenzumsetzungs-Vorverstärker 204 beispielsweise zu einem Empfangsbereich eines Transceivers 206 zur weiteren Bearbeitung (beispielsweise Demodulation, Filtern, Digitalisierung, weitere Verstärkung usw.) übertragen. In einer Ausführungsform, bei der die Zwischenfrequenz niedriger als die akquirierte MR-Signalfrequenz ist, ist Schnittstelle oder Verbindung 205 eine Schnittstelle oder Verbindung, die mit niedriger Frequenz kompatibel ist, einschließlich, aber nicht darauf beschränkt, eine verdrillte Leitung. In einer Ausführungsform, in der die Zwischenfrequenz höher als die akquirierte MR-Signalfrequenz ist, ist die Schnittstelle oder Verbindung 205 eine mit einer hohen Frequenz kompatiblen Schnittstelle oder Verbindung, einschließlich, aber nicht darauf beschränkt, ein koaxiales Kabel.
Wie dies erwähnt wurde, wird ein Frequenzumsetzungs-Vorverstärker 204 verwendet, um die Signale zu verstärken, die durch die Verstärkerspule 202 empfangen sind, und um die Frequenz der verstärkten Signale in eine Zwischenfrequenz zu konvertieren. 3 ist ein vereinfachtes schematisches Blockdiagramm des Empfangspfads, der Details eines Frequenzumsetzungs-Vorverstärkers gemäß einer Ausführungsform enthält. Der Empfangspfad 300 enthält, unter anderen Elementen, ein HF-Empfänger-Spulenelement 302, einen Frequenzumsetzungs-Vorverstärker 304, eine Schnittstelle oder eine Verbindung 316 und einen Transceiver 306. Verschiedene andere Elemente, wie beispielsweise ein Übertrager-/Sende-Schalter, usw. werden aus 3 aus Gründen der Übersichtlichkeit weggelassen. Wie dies vorstehend in Bezug auf 2 erwähnt wurde, kann die HF-Empfänger-Spule 302 beispielsweise eine Ganzkörperspule, eine Oberflächenspule, eine Kopfspule, eine Spule in einem Spulen-Array usw. enthalten. Der Frequenzumsetzungs-Vorverstärker 304 enthält einen Verstärker 308, einen Frequenzfilter 310 und einen Mixer 312. Ein Signal eines lokalen Oszillators (LO-Signal) 314, das eine vorher bestimmte Frequenz aufweist, wird einem Mixer 310 bereitgestellt.
Signale, die durch die Empfänger-Spulenelemente 302 akquiriert oder detektiert werden, werden an den Frequenzumsetzungs-Vorverstärker 304 übertragen. Die Signale werden durch den Verstärker 308 unter Verwendung einer vorher definierten Verstärkung verstärkt. In einer Ausführungsform ist der Verstärker 308 ein niedrig rauschender, hoch verstärkender Verstärker. Die verstärkten Signale werden dann einem Frequenzfilter 310 bereitgestellt, um Signale bei unerwünschten Frequenzen herauszufiltern, und um zuzulassen, dass Signale bei einer vorher bestimmten Frequenz, bei vorher bestimmten Frequenzen oder einem Frequenzband durchgelassen werden. Der Mixer 312 wird dann verwendet, um die Frequenz der verstärkten MR-Signale in eine Zwischenfrequenz (IF-Frequenz) auf der Basis der Frequenz des gemeinsamen lokalen Oszillatorsignals 314 zu verstärken. Die Zwischenfrequenz ist eine andere Frequenz als die Frequenz der akquirierten Signale. Demzufolge wird die Ausgabe des Frequenzumsetzungs-Vorverstärkers 304 nicht bei einer MR-Frequenz senden, die niedriger als die MR-Signalfrequenz ist. In dieser Ausfüh rungsform, die in 3 gezeigt ist, wird die Ausgabe des Mixers 312 (und der Frequenzumsetzungs-Vorverstärkers 304) dem Transceiver 306 über eine mit einer niedrigen Frequenz kompatiblen Schnittstelle oder dem Verbindung 316 bereitgestellt, einschließlich, aber nicht darauf beschränkt, eine verdrillte Leitung. Eine Schnittstelle, die kompatibel mit der niedrigen Frequenz ist, kann eine weniger komplex und weniger teuere Schnittstelle sein. Die Konfiguration des Frequenzumsetzungs-Vorverstärkers 304 kann die Verwendung von hoch verstärkenden Verstärker (oder Vorverstärkers) mit unbeschränkter Platzierung erlauben, die zu einem höheren Signal-zu-Rausch-Verhältnis (signal to noise ratio: SNR) führt. Wie dies vorstehend in Bezug auf 2 erwähnt ist, ist in einer alternativen Ausführungsform eine Zwischenfrequenz höher als die MR-Signalfrequenz und die Schnittstelle oder Verbindung 205 (gezeigt in 2) ist eine mit Hochfrequenz kompatible Schnittstelle.
In einer alternativen Ausführungsform kann der Empfangspfad 300 mehrere oder Arrays von HF-Empfangsspulen enthalten. 4 ist ein vereinfachtes schematisches Blockdiagramm eines Empfangspfades für ein MR-Bildgebungssystem gemäß einer alternativen Ausführungsform. Der Empfangspfad 400 ist kompatibel mit dem vorstehend beschriebenen MR-Bildgebungssystem von 1 oder jedem ähnlichen oder äquivalenten System zum Erhalten von MR-Bildern. Der Empfangspfad 400 enthält ein Array von HF-Empfänger-Spulen 402, in denen jedes Spulenelement separat MR-Signale detektiert. HF-Empfänger-Spulen-Arrays können Ganzkörper-Arrays sowie Teilkörper-Arrays, wie beispielsweise Kopf-Spulen-Arrays, Herz-Spulen-Arrays und Rückgrad-Spulen-Arrays enthalten, sind aber nicht darauf beschränkt. Ein Array von Spulenelementen 402 wird verwendet, um MR-Daten für ein Betrachtungsfeld (field of view: FOV) in einem bildgebend darzustellenden Objekt zu akquirieren, und enthält vier separate Spulenelemente 410, 411, 412 und 413. MR-Signale aus jedem Spulenelement 410, 411, 412, 413 werden jeweils separat zu einem zugehörigen Frequenzumsetzungs-Vorverstärker 420, 421, 422, 423 übertragen. Die Frequenzumsetzungs-Vorverstärker 420, 421, 422, 423 sind jeweils eingerichtet, um die Signale zu verstärken, die von den zugehörigen Empfänger-Spulen 410, 411, 412, 413 empfangen werden. Und wandeln die Frequenz der verstärkten Signale in eine Zwischenfrequenz um. Die verstärkten MR-Signale werden jeweils separat zu einem zugehörigen Empfangskanal (oder Datenakquisitionskanal) 430, 431, 432, 433 des Empfängers 440 zur weiteren Bearbeitung (beispielsweise Demodulation, Filtern, Digitalisierung, weiteren Verstärkung, usw.) übertragen. Der Empfänger 440 und die Empfangskanäle 430, 431, 432, 433 können beispielsweise Elemente eines Transceivers sein.
Diese aufgeschriebene Beschreibung verwendet Beispiele, um die Erfindung zu offenbaren, einschließlich des Modus der besten Ausführung, und ebenfalls, um jedem Fachmann zu ermöglichen diese Erfindung auszuführen und zu verwenden. Der schätzenswerte Umfang der Erfindung ist durch die Ansprüche definiert, und kann andere Beispiele enthalten, die dem Fachmann in den Sinn kommen. Derartige andere Beispiele sind beabsichtigt, im Umfang der Ansprüche enthalten zu sein, wenn diese strukturelle Elemente aufweisen, die nicht vom Wortlauf der Ansprüche abweichen, oder wenn diese äquivalente strukturelle Elemente mit unwesentlichen Unterschieden zum dem Wortlauf der Ansprüche enthalten. Die Reihenfolge und Sequenz jedes Prozess- oder Verfahrensschrittes kann entsprechend alternativer Ausführungsformen variiert oder in der Reihenfolge verändert werden.
Viele andere Änderungen und Modifikationen können in der vorliegenden Erfindung durchgeführt werden ohne vom Umfang dieser abzuweichen. Der Umfang dieser und anderer Änderungen wird aus den nachfolgenden Ansprüchen offensichtlich.
Eine Vorrichtung zum Empfangen von Magnetresonanz-Signalen (MR-Signalen), die von einem bildgebend darzustellenden Objekt ausgesendet werden, enthält eine Empfänger-Spule 302, die eingerichtet ist, um MR-Signale zu detektieren, und einen Frequenzumsetzungs-Vorverstärker 304, der mit der Empfänger-Spule 302 gekoppelt ist. Der Frequenzumsetzungs-Vorverstärker 304 ist eingerichtet, um die MR-Signale zu verstärken, und um eine Frequenz der MR-Signale in eine Zwischenfrequenz zu konvertieren. Der Frequenzumsetzungs-Vorverstärker 304 kann einen Verstärker 308, der eine vorher bestimmte Verstärkung aufweist, einen Frequenzfilter 310, der eingerichtet ist, mindestens eine vorher bestimmte Frequenz zu filtern, und einen Mixer 312 enthalten, der eingerichtet ist, um die Frequenz der MR-Signale in die Zwischenfrequenz zu konvertieren.

1

10: MR-Bildgebungssystem
12: Bedienerkonsole
13: Eingabeeinrichtung
14: Steuer-Panel
16: Darstellungseinrichtung oder Display
18: Verbindung
20: Rechnereinrichtung
20a: Backplane oder Rückwand
22: Bild-Prozessor-Modul
24: CPU-Modul
26: Speicher-Modul
32: Systemsteuerungs-Rechner
32a: Datenverbindungen
34: Verbindungen
36: CPU-Modul
38: Pulsgenerator-Modul
40: Kommunikationsverbindung
42: Gradientenverstärker-System
44: Physiologische Akquisitons-Steuerungseinheit
46: Scanraum-Schnittstellenschaltung
48: Patientenpositioniereinrichtung
50: Gradientenspulenanordnung
52: Magnetanordnung
54: Magnet
56: HF-Spule
58: Transceiver- oder Empfangs-/Sende-Modul
60: HF-Verstärker
62: Empfangs-/Sende-Schalter
64: Vorverstärker
66: Speicher-Module
68: Array-Prozessor
70: Patienten oder Bildgebungs-Objekt
72: zylindrisches Patienten-Bildgebungsvolumen
76: Oberflächen- oder Parallel-Bildgebungs-Spulen

2

200: Empfangspfad
202: HF-Empfangsspule
204: Frequenzumsetzungs-Vorverstärker
205: Schnittstelle oder Verbindung
206: Transceiver

3

300: Empfangspfad
302: Empfangsspulenelement
304: Frequenzumsetzungs-Vorverstärker
306: Transceiver
308: Verstärker
310: Frequenzfilter
312: Mixer
314: lokales Oszillatorsignal oder LO-Signal
316: Schnittstelle oder Verbindung

4

400: Empfangspfad
402: Array von HF-Empfangsspulen
410: Spulen-Element
411: Spulenelement
412: Spulenelement
413: Spulenelement
420: Frequenzumsetzungs-Vorverstärker
421: Frequenzumsetzungs-Vorverstärker
422: Frequenzumsetzungs-Vorverstärker
423: Frequenzumsetzungs-Vorverstärker
430: Empfangskanal
431: Empfangskanal
432: Empfangskanal
433: Empfangskanal
440: Empfänger

Claims

Vorrichtung zum Empfangen von Magnetresonanz-Signalen (MR-Signalen), die von einem bildgebend darzustellenden Objekt ausgesendet werden, wobei die Vorrichtung aufweist: eine Empfänger-Spule (202, 302), die dazu eingerichtet ist, MR-Signale zu detektieren; und einen Frequenzumsetzungs-Vorverstärker (204, 304), der mit der Empfangsspule (202, 302) gekoppelt ist, und eingerichtet ist, um die MR-Signale zu verstärken, und um eine Frequenz der MR-Signale in eine Zwischenfrequenz zu konvertieren.
Vorrichtung gemäß Anspruch 1, worin die Zwischenfrequenz verschieden von der Frequenz der MR-Signale ist.
Vorrichtung gemäß Anspruch 1, worin der Frequenzumsetzungs-Vorverstärker (304) aufweist: einen Verstärker (308), der eine vorher bestimmte Verstärkung aufweist; einen Frequenzfilter (310), der mit dem Verstärker (308) gekoppelt ist, und der eingerichtet ist, um bei mindestens einer vorher bestimmten Frequenz zu filtern, und einen Mixer (312), der mit dem Frequenzfilter (310) gekoppelt ist, und der eingerichtet ist, um die Frequenz der MR-Signale in eine Zwischenfrequenz zu konvertieren.
Vorrichtung gemäß Anspruch 3, worin der Mixer (312) eingerichtet ist, um die Frequenz der MR-Signale in die Zwischenfrequenz auf der Basis einer Frequenz eines lokalen Oszillatorsignals (314) zu wandeln.
System zum Empfangen von Magnetresonanzsignalen (MR-Signalen), die von einem bildgebend darzustellenden Objekt ausgesendet werden, wobei das System aufweist: mindestens eine Empfänger-Spule (202, 302), die eingerichtet ist, um MR-Signale zu detektieren; mindestens einen Frequenzumsetzungs-Vorverstärker (204, 304), der mit der mindestens einen Empfänger-Spule (202, 302) gekoppelt ist, und eingerichtet ist, um die MR-Signale zu verstärken und um eine Frequenz der MR-Signale in eine Zwischenfrequenz zu konvertieren; und einem Empfänger (206, 306), der mit dem mindestens einen Frequenzumsetzungs-Vorverstärker gekoppelt ist, und der eingerichtet ist, um die verstärkten MR-Signale zu bearbeiten.
System gemäß Anspruch 5, worin die mindestens eine Empfänger-Spule (202, 302) in einem Array (402) von Empfänger-Spulen enthalten ist.
System gemäß Anspruch 5, das ferner eine Verbindung (205, 316) aufweist, die den Empfänger (206, 306) mit dem mindestens einen Frequenzumsetzungs-Vorverstärker (204, 304) koppelt.
System gemäß Anspruch 5, worin der mindestens einen Frequenzumsetzungs-Vorverstärker (204, 304) aufweist: einen Verstärker (308), der eine vorher bestimmte Verstärkung aufweist; einen Frequenzfilter (310), der mit dem Verstärker (308) gekoppelt ist, und der eingerichtet ist, um bei mindestens einer vorher bestimmten Frequenz zu filtern; und einen Mixer (312), der mit dem Frequenzfilter (310) gekoppelt ist, und der eingerichtet ist, um die Frequenz der MR-Signale in die Zwischenfrequenz zu konvertieren.
Frequenzumsetzungs-Vorverstärker (304) für eine Empfänger-Spule (302) in einem Magnetresonanz-Bildgebungssystem (MR-Bildgebungssystem), wobei der Frequenzumsetzungs-Vorverstärker (304) aufweist: einen Verstärker (308), der eine vorher bestimmte Verstärkung aufweist, und eingerichtet ist, um mindestens ein Magnetresonanz-Signal (MR-Signal) von der Empfänger-Spule (3102) zu empfangen, und um ein verstärktes MR-Signal zu erzeugen; einen Frequenzfilter (310), der mit dem Verstärker (308) gekoppelt ist, und der eingerichtet ist, um bei mindestens einer vorher bestimmten Frequenz zu filtern; und einen Mixer (312), der mit dem Frequenzfilter (310) gekoppelt ist, und der eingerichtet ist, um die Frequenz der MR-Signale in eine Zwischenfrequenz zu konvertieren.
Frequenzumsetzungs-Vorverstärker (304) gemäß Anspruch 9, worin der Mixer (312) eingerichtet ist, um die Fre quenz des verstärkten MR-Signals in die Zwischenfrequenz auf der Basis einer Frequenz eines lokalen Oszillatorsignales (314) zu konvertieren.