DE102009040391B4 - Skalierbares Mehrkanalsendersystem für ein MR-Sendearray - Google Patents

Skalierbares Mehrkanalsendersystem für ein MR-Sendearray Download PDF

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Abstract

Sendesystem für ein Magnetresonanztomographiegerät (31), – mit mehreren Hochfrequenzsteuereinheiten (2a, 2b, 2c), – mit Verbindungen (6a, 6b, 6c), die an die Hochfrequenzsteuereinheiten (2a, 2b, 2c) angeschlossen sind, – mit einer Einheit (1), an welche mindestens eine erste Verbindung (6a) angeschlossen ist, die auch an eine erste der genannten Hochfrequenzsteuereinheiten (2a, 2b, 2c) angeschlossen ist, wobei die Einheit (1) über eine Verbindung (6a) an weniger als alle der Hochfrequenzsteuereinheiten (2a, 2b, 2c) angeschlossen ist, und wobei eine dieser genannten an die Einheit (1) angeschlossenen einigen Hochfrequenzsteuereinheiten (2a) an eine weitere Hochfrequenzsteuereinheit (2b) über eine weitere Verbindung (6b) angeschlossen ist, wobei an eine Hochfrequenzsteuereinheit (2a, 2b, 2c) jeweils ein Verstärker (3a, 3b, 3c) angeschlossen ist.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Sendesystem für ein Magnetresonanztomographiegerät.
  • Magnetresonanzgeräte zur Untersuchung insbesondere von Patienten durch Magnetresonanztomographie sind generell beispielsweise aus DE 103 14 215 B4 , US 2003/0 184 293 A1 oder US 6 969 992 B2 bekannt.
  • Moderne Magnetresonanzanlagen (auch MR oder MRT genannt) arbeiten in der Regel mit mehreren verschiedenen Antennen (im Folgenden auch Spulen genannt) zum Aussenden von Hochfrequenzpulsen zur Kernresonanzanregung und/oder zum Empfang induzierter Magnetresonanzsignale. Häufig besitzt eine Magnetresonanzanlage eine größere, in der Regel fest im Gerät eingebaute sogenannte Ganzkörperspule, auch Body Coil genannt, sowie mehrere kleine Oberflächenspulen, auch Lokalspulen oder Local Coils genannt. Oberflächenspulen dienen im Gegensatz zur Ganzkörperspule dazu, detaillierte Abbildungen von Körperteilen bzw. Organen eines Patienten aufzunehmen, die sich verhältnismäßig nahe an der Körperoberfläche befinden. Die Ansteuerung der Sendespulen eines MRT wird auch als Sendesystem des MRT bezeichnet.
  • Aus DE 101 24 465 A1 und US 6 969 992 B2 ist jeweils ein Sendesystem bekannt, bei dem eine zentrale Einheit Daten oder Takte an die Vielzahl der eingesetzten Modulatoren bzw. Hochfrequenzsteuereinheiten überträgt (wie auch 2 dieser Anmeldung ähnlich darstellt). Diesen Vorschlägen ist gemeinsam, dass mindestens eine zentrale Einheit (die Einheit 106 in DE 101 24 465 A1 oder die Einheit 105 in US 6 969 992 B2 ) Daten oder Takte an die Vielzahl der eingesetzten Modulatoren bzw. Hochfrequenzsteuereinheiten überträgt.
  • Bei einer bisher nicht angedachten, nachträglichen, deutlichen Erhöhung der Anzahl der Sendekanäle bzw. HF-Steuereinheiten würde bei bisherig intern verwendeten Anordnungen z. B. so gelöst werden, dass die zentrale Einheit durch eine Einheit mit höherer Anzahl an Ausgangssignalverbindungen ersetzt werden könnte.
  • Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung den Aufbau eines Sendesystems für eine Magnetresonanztomographieanlage flexibel zu optimieren. Diese Aufgabe wird jeweils durch die Merkmale der unabhängigen Patentansprüche gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen sind in den Unteransprüchen angegeben.
  • Die Erfindung umfasst ein Sendesystem für ein Magnetresonanztomographiegerät
    • – mit mehreren Hochfrequenzsteuereinheiten,
    • – mit Verbindungen, die an die Hochfrequenzsteuereinheiten angeschlossen sind,
    • – mit einer Einheit, an welche eine erste Verbindung angeschlossen ist, die auch an eine erste Hochfrequenzsteuereinheit (aus den genannten Hochfrequenzsteuereinheiten) angeschlossen ist, wobei die Einheit über (jeweils) eine Verbindung an weniger als alle der (insbesondere mit der Einheit direkt oder indirekt verbundenen) Hochfrequenzsteuereinheiten angeschlossen ist, und wobei diese (genannten einigen) Hochfrequenzsteuereinheiten an eine weitere Hochfrequenzsteuereinheit über eine weitere Verbindung angeschlossen sind.
  • Die Einheit kann z. B. zentraler Taktgeber oder Taktweiterleiter oder Daten- und Signal-Verteiler sein. Nach einer Ausgestaltung der Erfindung ist die Einheit über eine erste Verbindung an nur an eine erste Hochfrequenzsteuereinheit der Hochfrequenzsteuereinheiten angeschlossen, wobei diese erste Hochfrequenzsteuereinheit an eine weitere Hochfrequenzsteuereinheit über eine weitere Verbindung angeschlossen ist.
  • Weitere Merkmale und Vorteile von möglichen Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen und der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels anhand der Zeichnung. Dabei zeigt:
  • 1 schematisch ein MRT-System,
  • 2 schematisch ein Sendesystem für ein MRT-System gemäß internem Stand der Technik und
  • 3 schematisch ein Sendesystem gemäß einer Ausgestaltung der Erfindung.
  • 1 zeigt ein Magnetresonanzgerät 31 mit einer Ganzkörperspule 32 mit einem rohrförmigen Raum 33, in welchen eine Patientenliege 34 mit z. B. einem Objekt oder Patienten 35 und einer Lokalspulenanordnung 38 in Richtung des Pfeils z gefahren werden kann, um Aufnahmen des Objektes oder Patienten 35 zu generieren. Auf dem Patienten ist hier ein Lokalspulenarray 38 (mit mehreren Lokalspulen und Kanälen für Signale von und/oder zu den Lokalspulen) aufgelegt, mit welchem in einem lokalen Bereich gute Aufnahmen ermöglicht werden, und deren Signale von einer an sich bekannten, über Koaxialkabel etc anschließbaren Auswerteeinrichtung ausgewertet (in Bilder umgesetzt usw.) werden können.
  • Die Erzeugung von Magnetfeldern in einem MRT durch Spulen (Gradientenspulen und/oder eine Ganzkörperspule und/oder Lokalspulen etc) wird durch ein Sendesystem gesteuert. Insbesondere wenn mehrere Spulen angesteuert werden sollen kann ein Mehrkanalsendesystem verwendet werden. Ein Mehrkanalsendesystem kann gemäß 2 eine sogenannte zentrale Einheit 1 umfassen, von welcher eine Vielzahl von Taktsignalen, Daten und verschiedenen Signalen an Hochfrequenzsteuereinheiten 2a–2c gesendet werden kann, die darauf basierend (mit Taktsignalen getaktet und/oder unter Verwendung erhaltener Daten und Berücksichtigung verschiedener Signale) über HF-Leistungsverstärker 3a–3c Hochfrequenzfrontend-Anlagen 4a–4c ansteuern, die jeweils mit einer oder mehreren Mehrkanalantennen 5a–c verbunden sind, die jeweils gewünschte Magnetfelder erzeugen.
  • 3 zeigt eine erfindungsgemäße Ausgestaltung eines skalierbaren Mehrkanalsendersystems, bei dem die Hochfrequenzsteuereinheiten 2a, 2b, 2c über serielle Verkettungen (6a, 6b, 6c usw.) von der zentralen Einheit 1 mit Takten, Daten und Signalen versorgt werden.
  • Das Sendesystem „S” in 3 für ein Magnetresonanztomographiegerät umfasst ein Sendesystem mit mehreren Hochfrequenzsteuereinheiten 2a, 2b, 2c, an denen Verbindungen 6a, 6b, 6c (z. B. Verbindungsleitungen) angeschlossen sind, und eine zentrale Einheit 1, an welche eine erste Verbindung 6a angeschlossen ist, die auch an eine erste Hochfrequenzsteuereinheit 2a (eine der Hochfrequenzsteuereinheiten 2a, 2b, 2c) angeschlossen ist.
  • Die Einheit 1 ist über eine Verbindung 6a an nur einige Hochfrequenzsteuereinheiten, hier nur an eine Hochfrequenzsteuereinheit 2a, angeschlossen und die genannte, mit der Einheit 1 verbundene Hochfrequenzsteuereinheit 2a ist an eine weitere Hochfrequenzsteuereinheit 2b über eine weitere Verbindung 6b angeschlossen.
  • Die zentrale Einheit 1 ist also hier nicht mit allen Hochfrequenzsteuereinheiten 2a–2c verbunden, sondern nur mit einer kleineren Anzahl, z. B. hier nur mit einer HF-Steuereinheit 2a. Weitere HF-Steuereinheiten 2b, 2c werden, wie 3 zeigt, nicht an der (in 3 hinsichtlich der Signalverteilung nun weniger ”zentralen”) Einheit 1 angeschlossen, sondern an der bereits mit der Einheit 1 verbundenen HF-Steuereinheit 2a. Also können Signale oder Daten oder ein Takt von der Einheit 1 an mehrere HF-Steuereinheiten 2a–2c, anstatt sternförmig gemäß 2, nun weiterreichend gesendet werden, indem sie von den HF-Steuereinheiten 2a–2c jeweils an (mindestens) eine weitere HF-Steuereinheit weitergegeben werden.
  • Ein Vorteil einer erfindungsgemäßen Ausgestaltung ist, dass bei einem nachträglichen Ausbau der Anlage die zentrale Einheit 1 eher nicht getauscht werden würde. Durch den vorgeschlagenen verketteten Aufbau wird eine flexiblere Skalierung des Mehrkanalsendersystems ermöglicht.

Claims (7)

  1. Sendesystem für ein Magnetresonanztomographiegerät (31), – mit mehreren Hochfrequenzsteuereinheiten (2a, 2b, 2c), – mit Verbindungen (6a, 6b, 6c), die an die Hochfrequenzsteuereinheiten (2a, 2b, 2c) angeschlossen sind, – mit einer Einheit (1), an welche mindestens eine erste Verbindung (6a) angeschlossen ist, die auch an eine erste der genannten Hochfrequenzsteuereinheiten (2a, 2b, 2c) angeschlossen ist, wobei die Einheit (1) über eine Verbindung (6a) an weniger als alle der Hochfrequenzsteuereinheiten (2a, 2b, 2c) angeschlossen ist, und wobei eine dieser genannten an die Einheit (1) angeschlossenen einigen Hochfrequenzsteuereinheiten (2a) an eine weitere Hochfrequenzsteuereinheit (2b) über eine weitere Verbindung (6b) angeschlossen ist, wobei an eine Hochfrequenzsteuereinheit (2a, 2b, 2c) jeweils ein Verstärker (3a, 3b, 3c) angeschlossen ist.
  2. Sendesystem nach Anspruch 1, wobei die Einheit (1) über eine erste Verbindung (6a) an nur an eine erste Hochfrequenzsteuereinheit (2a) der Hochfrequenzsteuereinheiten (2a, 2b, 2c) angeschlossen ist, und wobei diese erste Hochfrequenzsteuereinheit (2a) an eine weitere Hochfrequenzsteuereinheit (2b) über eine weitere Verbindung (6b) angeschlossen ist.
  3. Sendesystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei an eine Hochfrequenzsteuereinheit (2b) jeweils nur eine weitere Hochfrequenzsteuereinheit (2c) über eine weitere Verbindung (6c) angeschlossen ist.
  4. Sendesystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Verbindungen (6a, 6b, 6c) jeweils Taktsignal-Verbindungen für die Übertragung von Taktsignalen an eine Hochfrequenzsteuereinheit (2a, 2b, 2c) sind.
  5. Sendesystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Verbindungen (6a, 6b, 6c) jeweils Daten-Verbindungen für die Übertragung von Daten an eine Hochfrequenzsteuereinheit (2a, 2b, 2c) sind.
  6. Sendesystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei eine Verbindung (6a, 6b, 6c) mindestens eine Verbindungsleitung umfasst.
  7. Sendesystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei eine Hochfrequenzsteuereinheit (2a, 2b, 2c), insbesondere über einen Verstärker (3a, 3b, 3c), mit einer Hochfrequenzfrontendeinheit (4a, 4b, 4c) verbunden ist, an die eine Spule (5a, 5b, 5c) des Magnetresonanztomograhiegeräts (31) angeschlossen ist.
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