DE102010039302A1

DE102010039302A1 - Empfangspule zur Messung von X-Kern-Signalen und Magnetresonanzeinrichtung

Info

Publication number: DE102010039302A1
Application number: DE102010039302A
Authority: DE
Inventors: Uwe Böttcher
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 2010-08-13
Filing date: 2010-08-13
Publication date: 2012-02-16
Also published as: US8674696B2; US20120038361A1

Abstract

Empfangsspule (1), insbesondere Lokalspule, zur Messung von X-Kern-Signalen, umfassend wenigstens ein in einen ersten Signalpfad (9, 15) geschaltetes Filter (10, 16) zur Ausfilterung von während einer Messung über eine Sendespule ausgestrahlten Hochfrequenzpulsen, wobei ein das Filter (10, 16) umgehender zweiter Signalpfad (11, 17) und wenigstens ein Schaltmittel (8, 14) zum Schalten zwischen den Signalpfaden (9, 15; 11, 17) vorgesehen ist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Empfangsspule, insbesondere eine Lokalspule, zur Messung von X-Kern-Signalen, umfassend wenigstens ein in einen ersten Signalpfad geschaltetes Filter zur Ausfilterung von während einer Messung über eine Sendespule ausgestrahlten Hochfrequenzpulsen, sowie eine zugehörige Magnetresonanzeinrichtung.
Im Bereich der Magnetresonanz-Spektroskopie ist es auch bekannt, Signale von Nicht-Protonen-Kernen, sogenannten X-Kernen, zu vermessen. Dabei ist die Erzielung eines ausreichenden Signal-Zu-Rausch-Verhältnisses wegen der reduzierten Empfindlichkeit vieler Kerne von zentraler Bedeutung. Zur Erhöhung des Signal-Zu-Rausch-Verhältnisses und zur Vereinfachung von Multiplett-Signalen ist es bekannt, eine Entkopplungstechnik einzusetzen. Die Entkopplungstechnik fordert jedoch das Einstrahlen von Hochfrequenzimpulsen während der Datenaufnahme, also der Messung. Damit die Hochfrequenzimpulse die Messung nicht negativ beeinflussen, ist es bekannt, wenigstens ein Filter im Empfangs- und im Sendepfad einzusetzen. Im Signalpfad der Empfangsspule bewirken diese Filter jedoch eine Dämpfung des Signales, was zu einer Erniedrigung des Signal-Zu-Rausch-Verhältnisses führt.
Empfangsspulen mit derlei in einem Signalpfad verbauten Filtern sind bereits bekannt, beispielsweise in 31P-1H-Herz-Leber-Spulen und dergleichen. Die Empfangsspule kann dabei auch eine separate Filterbox umfassen, die in den Empfangspfad eingefügt wird, was allerdings zu einem komplizierteren und aufwendigeren Arbeitsablauf führt und zusätzliche Fehlerquellen erzeugt.
Die oben beschriebene Reduktion des Signal-Zu-Rausch-Verhältnisses durch die Dämpfung des Signales aufgrund der zusätzlichen Filter ist insbesondere dann nachteilhaft, wenn bestimmte Messungen gar keine zusätzlichen Hochfrequenzpulse zur Entkopplung fordern..
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Empfangsspule anzugeben, bei der zumindest in Fällen, in denen keine Hochfrequenzpulse während der Datenaufnahme verwendet werden, eine Verbesserung des Signal-Zu-Rausch-Verhältnisses möglich ist.
Zur Lösung dieser Aufgabe ist bei einer Empfangsspule der eingangs genannten Art erfindungsgemäß vorgesehen, dass ein das Filter umgehender zweiter Signalpfad und wenigstens ein Schaltmittel zum Schalten zwischen den Signalpfaden vorgesehen ist.
Es wird mithin vorteilhafterweise ein experimentabhängiger Signalpfad im Empfangspfad der Spulenelektronik realisiert. Falls der wenigstens eine vorhandene Filter für die aktuell durchgeführte Messung nicht notwendig ist, kann er durch Umschalten mittels des Schaltmittels vorteilhaft umgangen werden. Folglich wird nur dann eine Reduktion des Signal-Zu-Rausch-Verhältnisses mittels des Filters herbeigeführt, wenn dies unbedingt notwendig ist, und ansonsten verhindert. Wird eine Messung durchgeführt, die die zusätzlichen Filter für Entkopplungsexperimente nicht benötigt, so werden diese Filter durch den zweiten Signalpfad und eine aktive Schaltung umgangen, so dass ein unnötiger Verlust im Signal-Zu-Rausch-Verhältnis vermieden wird, wie er ansonsten bei einer festen Verschaltung dieser Filter auftreten würde.
In weiterer Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung kann vorgesehen sein, dass das Schaltmittel ein manuell betätigbares Schaltmittel ist. Das bedeutet, dass durch den Eingriff eines Bedieners je nach durchzuführendem Experiment/durchzuführender Messung eingestellt werden kann, ob die Filter im ersten Signalpfad genutzt werden oder diese durch den zweiten Signalpfad umgangen werden.
In besonders zweckmäßiger Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung kann jedoch vorgesehen sein, dass das Schaltmittel über eine interne und/oder externe Steuereinrichtung, insbesondere eine Steuereinrichtung einer Magnetresonanzeinrichtung, schaltbar ist. In diesem Fall kann also eine in die Gesamtsystemsteuerung integrierte Ansteuerung des Schaltmittels vorgenommen werden, so dass es insbesondere ermöglicht wird, dass das Schaltmittel in Abhängigkeit des Vorhandenseins von Hochfrequenzpulsen während der Messung in der durchzuführenden Messsequenz schaltbar ist. Das bedeutet, da ja die Messsequenz der Steuereinrichtung bekannt ist oder bekannt gemacht wird, dass die Steuereinrichtung je nach eingestellter Messsequenz automatisch in der Lage ist, zu erkennen, ob Hochfrequenzpulse während der Messung vorkommen oder nicht und mithin der Filter benötigt wird oder nicht. Sind also keine Hochfrequenzpulse während der Datenaufnahme bei der durchzuführenden Messsequenz vorgesehen, wird das Schaltmittel auf den zweiten Signalpfad geschaltet, sind Hochfrequenzpulse während der Datenaufnahme vorgesehen, so wird der erste Signalpfad mit dem Filter verwendet.
Es existieren auch Ausgestaltungen, in denen mehrere Filter vorgesehen werden, beispielsweise einen Filter benachbart des Spulenleiters und einen in der Spulenelektronik verbauten Filter. Dann kann vorgesehen sein, dass wenigstens zwei räumlich getrennte erste Signalpfade mit Filtern und wenigstens zwei dazu korrespondierende zweite Signalpfade vorgesehen sind. Die räumlich getrennten Filter werden also jeweils für sich umgangen.
In weiterer zweckmäßiger Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung kann vorgesehen sein, dass wenigstens zwei benachbarte erste Signalpfade und diesen zugeordnet ein zweiter Signalpfad vorgesehen ist, wobei über das Schaltmittel der zweite oder einer der ersten Signalpfade geschaltet wird. Gerade bei Spulen, die unterschiedliche Nicht-Protonen-Kerne vermessen sollen, kann es auch vorgesehen sein, dass die während der Messung auftretenden Hochfrequenzpulse bei unterschiedlichen Frequenzen liegen. Dann kann es vorteilhaft denkbar sein, dass für jede dieser Frequenzen Filter vorgesehen werden, die genauso wie der zweite Signalpfad dynamisch geschaltet werden können, insbesondere über die Steuereinrichtung.
Das Schaltmittel kann beispielsweise als ein Relais und/oder als ein Halbleiterschalter ausgebildet sein. Verschiedene Möglichkeiten sind hier, je nach der speziellen Ausgestaltung der Spule, denkbar.
Neben der Empfangsspule betrifft die vorliegende Erfindung auch eine Magnetresonanzeinrichtung mit eine erfindungsgemäßen Empfangsspule. Sämtliche Merkmale und Vorteile, die bezüglich der Empfangsspule beschrieben wurden, lassen sich analog auf die erfindungsgemäße Magnetresonanzeinrichtung übertragen.
Insbesondere kann die Magnetresonanzeinrichtung ferner eine zur Ansteuerung des Schaltmittels in Abhängigkeit der gewählten Messsequenz ausgebildete Steuereinrichtung umfassen. Es ist dann also eine zentrale Steuereinrichtung vorgesehen, der die durchzuführenden Messsequenzen bekannt sind und die entsprechend der Tatsache, ob nun Hochfrequenzpulse während der Datenaufnahme vorgesehen sind oder nicht, das Schaltmittel auf den ersten Signalpfad oder den zweiten Signalpfad einstellt.
Weitere Vorteile und. Einzelheiten der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus den im Folgenden beschriebenen Ausführungsbeispielen sowie anhand der Zeichnung. Dabei zeigen:
1 eine Prinzipskizze einer erfindungsgemäßen Empfangsspule, und
2 eine erfindungsgemäße Magnetresonanzeinrichtung.
1 zeigt eine Prinzipskizze einer erfindungsgemäßen Empfangsspule 1, die zum Empfang von Signalen sogenannter X-Kerne, also von Nicht-Protonen-Kernen, ausgebildet ist. Es kann sich beispielsweise um eine 31P/1H-Lokalspule, die häufig für Herz- und Leberaufnahmen eingesetzt wird, handeln.
Die Empfangsspule 1 umfasst dabei neben einer Elektronik 2, die beispielsweise in einer Adapterbox 3 vorgesehen sein kann, zwei Loops 4, 5, wobei es sich bei dem Loop 4 um einen sogenannten LP-Loop für linear polarisierte Signale handelt. Der Loop 4 wird von einer einzigen Leiterschleife 6 gebildet und zum Senden sowohl für 1H- und 31P-Signale genutzt, zum Empfangen jedoch lediglich für 1H-Signale.
Im Gegensatz dazu ist der zweite Loop 5 als ein CP-Butterfly-Loop für zirkular polarisierte Signale ausgebildet, der drei sich überlappende Leiterschleifen 7 umfasst, die dem Empfang von 31P-Messsignalen dienen. Während der Signalpfad des LP-Loop 4 wie aus Übersichtlichkeitsgründen nicht näher dargestellt ist, ist der Signalpfad der CP-Butterfly-Loop 5 dargestellt.
Beide empfangenen Signale durchlaufen dabei zunächst ein Schaltmittel 8, über das jeweils zwischen einem ersten Signalpfad 9 mit einem Filter 10, der Störsignale durch Hochfrequenzpulse während der Datenaufnahme ausfiltert, und einem zweiten Signalpfad 11 ohne Filter gewählt werden kann. Nachdem die Signale dann durch Vorverstärker 12 verstärkt sind, werden sie einem Mittel 13 zum Zusammenführen der Signale zugeführt.
In der Adapterbox 3 ist dann ein weiteres Schaltmittel 14 vorgesehen, über welches ebenso zwischen einem ersten Signalpfad 15 mit einem weiteren Filter 16 und einem zweiten Signalpfad 17 ohne einen Filter geschaltet werden kann.
Die Schaltmittel 8, 14, die insbesondere als Relais ausgebildet sind, können durch eine externe Steuereinrichtung angesteuert werden. Diese externe Steuereinrichtung schaltet die Schaltmittel 8, 14 auf die ersten Signalpfade 9, 15, wenn die Filter 10, 16 benötigt werden, also Hochfrequenzpulse während der Datenaufnahme in der aktuellen Messsequenz vorkommen. Kommen keine Hochfrequenzpulse in der aktuellen Datenaufnahme mit der Messsequenz vor, werden die Signale über den zweiten Signalpfad 11, 17 ohne Filter geleitet.
Es sei an dieser Stelle noch angemerkt, dass auch mehrere erste Signalpfade 9, 15, mit unterschiedlichen Filtern vorgesehen werden können, wobei dann auch zwischen den unterschiedlichen Filtern durch die Schaltmittel 8, 14 geschaltet werden kann.
2 zeigt einige Komponenten einer erfindungsgemäßen Magnetresonanzeinrichtung 18. In einem Magnetgehäuse 19 ist wie allgemein bekannt eine Patientenaufnahme 20 vorgesehen, in die eine Patientenliege 21 einfahrbar ist. Auf der Patientenliege 21 ist die Empfangsspule 1 angeordnet. Ersichtlich ist die Empfangsspule 1 über eine Kommunikationsverbindung 22 mit der Steuereinrichtung 23 verbunden, welche dazu ausgebildet ist, die Schaltmittel 8, 14 gemäß der aktuell genutzten Messsequenz anzusteuern.

Claims

Empfangsspule (1), insbesondere Lokalspule, zur Messung von X-Kern-Signalen, umfassend wenigstens ein in einen ersten Signalpfad (9, 15) geschaltetes Filter (10, 16) zur Ausfilterung von während einer Messung über eine Sendespule ausgestrahlten Hochfrequenzpulsen, dadurch gekennzeichnet, dass ein das Filter (10, 16) umgehender zweiter Signalpfad (11, 17) und wenigstens ein Schaltmittel (8, 14) zum Schalten zwischen den Signalpfaden (9, 15; 11, 17) vorgesehen ist.
Empfangsspule nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Schaltmittel (8, 14) ein manuell betätigbares Schaltmittel ist.
Empfangsspule nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Schaltmittel (8, 14) über eine interne und/oder externe Steuereinrichtung (23), insbesondere eine Steuereinrichtung (23) einer Magnetresonanzeinrichtung (18), schaltbar ist.
Empfangsspule nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Schaltmittel (8, 14) in Abhängigkeit des Vorhandenseins von Hochfrequenzpulsen während der Datenaufnahme in der durchzuführenden Messsequenz schaltbar ist.
Empfangsspule nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens zwei räumliche getrennte erste Signalpfade (9, 15) mit Filtern (10, 16) und wenigstens zwei dazu korrespondierende zweite Signalpfade (11, 17) vorgesehen sind.
Empfangsspule nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens zwei benachbarte erste Signalpfade (9, 15) und diesen zugeordnet ein zweiter Signalpfad (11, 17) vorgesehen ist, wobei über das Schaltmittel (8, 14) der zweite oder einer der ersten Signalpfade (9, 15) geschaltet wird.
Empfangsspule nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Schaltmittel (8, 14) ein Relais ist.
Magnetresonanzeinrichtung (18), umfassend wenigstens eine Empfangsspule (1) nach einem der vorangehenden Ansprüche.
Magnetresonanzeinrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass sie ferner eine zur Ansteuerung des Schaltmittels (8, 14) in Abhängigkeit der gewählten Messsequenz ausgebildete Steuereinrichtung (23) umfasst.