DE102012105201A1

DE102012105201A1 - System und Verfahren zum Empfang von Magnetoresonanzsignalen

Info

Publication number: DE102012105201A1
Application number: DE102012105201A
Authority: DE
Inventors: Dashen Chu; Scott Lindsay; Robert Stormont; Ricardo Matias
Original assignee: General Electric Co
Current assignee: General Electric Co
Priority date: 2011-06-17
Filing date: 2012-06-15
Publication date: 2012-12-20
Also published as: CN102866368A; JP6224304B2; CN102866368B; US9018955B2; US20120319687A1; JP2013000591A

Abstract

Ein Vorverstärker (82) ist für eine Hochfrequenz-(HF)-Empfängerspule (102) in einem Magnetresonanztomographie-(MRT)-System (200) vorgesehen. Der Vorverstärker beinhaltet einen Verstärker (142), der zum Empfang von wenigstens einem Magnetresonanz-(MR)-Signal von der HF-Empfängerspule konfiguriert ist und zum Erzeugen eines verstärkten MR-Signals konfiguriert ist. Eine Eingangsschaltung (144) ist elektrisch mit dem Verstärker verbunden. Die Eingangigstens einen MR-Signals von der HF-Empfängerspule zum Verstärker elektrisch mit einem Ausgang (138) der HF-Empfängerspule verbunden zu sein. Die Eingangsschaltung beinhaltet einen Impedanzwandler (146) und einen Feldeffekttransistor (FET) (150). Der FET ist elektrisch zwischen den Impedanzwandler und den Verstärker geschaltet. Der FET hat eine FET-Impedanz. Der Impedanzwandler ist zum Transformieren einer Quellenimpedanz von wenigstens etwa 100 Ohm konfiguriert. Der Impedanzwandler ist ferner zum Transformieren der FET-Impedanz auf eine Vorverstärkereingangsimpedanz von weniger als etwa 5 Ohm konfiguriert.

Description

ALLGEMEINER STAND DER TECHNIK
Der hierin offenbarte Gegenstand betrifft allgemein Magnetresonanztomographiesysteme (MRT-Systeme) und speziell Systeme und Verfahren zum Empfang von Magnetresonanzsignalen (MR-Signalen) von einem Gegenstand.
MRT-Systeme beinhalten einen Magneten, wie z. B. einen supraleitenden Magneten, der ein zeitlich konstantes (d. h. gleichmäßiges und statisches) Primär- oder Hauptmagnetfeld erzeugt. Die MRT-Datenerfassung wird mittels Erregung magnetischer Momente innerhalb des Primärmagnetfelds mithilfe von Magnetgradientenspulen erzielt. Zum Beispiel werden, um eine Region of Interest abzubilden, die Magnetgradientenspulen bestromt, um dem Primärmagnetfeld eine Magnetgradiente aufzuerlegen. Hochfrequenz-(HF)-Sendespulen werden dann gepulst, um in einer Röhre eines MRT-Scanners hochfrequente Magnetfeldimpulse entstehen zu lassen, um selektiv ein der Region of Interest entsprechendes Volumen zu erregen, um mithilfe einer phasengesteuerten Anordnung von HF-Empfängerspulen MR-Bilder der Region of Interest zu erfassen. Das resultierende Bild, das erzeugt wird, zeigt die Struktur und Funktion der Region of Interest.
Die HF-Empfängerspulen innerhalb der phasengesteuerten Anordnung können über gegenseitige induktive Kopplung miteinander Wechselwirken, die von einem induzierten Strom verursacht wird, der von jeder HF-Empfängerspule in Resonanz geführt wird. Eine derartige gegenseitige induktive Kopplung zwischen HF-Empfängerspulen kann Übersprechen zwischen HF-Empfängerspulen verursachen oder erhöhen, was zu Artefakten in dem resultierenden Bild führenden kann. Die gegenseitige induktive Kopplung zwischen HF-Empfängerspulen kann auch das Signal-Rausch-Verhältnis (SNR) der HF-Empfängerspulen und/oder des resultierenden Bilds verringern. Darüber hinaus ist es mit paralleler Bildgebung in der Magnetresonanztomographie erwünschter geworden, die Anzahl der HF-Empfängerspulen in der phasengesteuerten Anordnung zu erhöhen, um phasengesteuerte Anordnungen mit einer höheren Kanalzahl bereitzustellen. Mit zunehmender Zahl von Kanälen und/oder HF-Empfängerspulen in der phasengesteuerten Anordnung kann aber auch die gegenseitige induktive Kopplung zwischen HF-Empfängerspulen zunehmen. Eine derartige Zunahme der gegenseitigen induktiven Kopplung kann zu einer weiteren Verringerung des SNR und/oder einer Verschlechterung der Parallelbildgebungsleistung führen, was eventuelle Vorteile der größeren Zahl von HF-Empfängerspulen und/oder Kanälen in der phasengesteuerten Anordnung möglicherweise aufhebt.
KURZDARSTELLUNG DER ERFINDUNG
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen ist ein Vorverstärker für eine Hochfrequenz-(HF)-Empfängerspule in einem Magnetresonanztomographie-(MRT)-System vorgesehen. Der Vorverstärker beinhaltet einen Verstärker, der zum Empfang von wenigstens einem Magnetresonanz-(MR)-Signal von der HF-Empfängerspule konfiguriert ist und zum Erzeugen eines verstärkten MR-Signals konfiguriert ist. Eine Eingangsschaltung ist elektrisch mit dem Verstärker verbunden. Die Eingangsschaltung ist konfiguriert, um zum Senden des wenigstens einen MR-Signals von der HF-Empfängerspule zum Verstärker elektrisch mit einem Ausgang der HF-Empfängerspule verbunden zu sein. Die Eingangsschaltung beinhaltet einen Impedanzwandler und einen Feldeffekttransistor (FET). Der FET ist elektrisch zwischen den Impedanzwandler und den Verstärker geschaltet. Der FET hat eine FET-Impedanz. Der Impedanzwandler ist zum Transformieren einer Quellenimpedanz von wenigstens etwa 100 Ohm konfiguriert. Der Impedanzwandler ist ferner zum Transformieren der FET-Impedanz auf eine Vorverstärkereingangsimpedanz von weniger als etwa 5 Ohm konfiguriert.
Gemäß weiteren Ausführungsformen ist ein System zum Empfang von Magnetresonanz-(MR)-Signalen vorgesehen, die von einem Gegenstand emittiert werden. Das System beinhaltet eine Hochfrequenz-(HF)-Empfängerspule, die zum Erkennen der MR-Signale konfiguriert ist, einen Vorverstärker, der zum Erzeugen eines verstärkten MR-Signals konfiguriert ist, und einen Impedanzwandler, der elektrisch zwischen die HF-Empfängerspule und den Vorverstärker geschaltet ist. Der Impedanzwandler ist zum Transformieren einer Spulenimpedanz der HF-Empfängerspule auf eine Quellenimpedanz von wenigstens etwa 100 Ohm konfiguriert.
Gemäß noch weiteren Ausführungsformen ist ein Verfahren zum Empfangen von Magnetresonanz-(MR)-Signalen vorgesehen, die von einem Gegenstand emittiert werden. Das Verfahren beinhaltet Empfangen von wenigstens einem MR-Signal von einer Hochfrequenz-(HF)-Empfängerspule an einem Impedanzwandler, Transformieren einer Spulenimpedanz der HF-Empfängerspule mithilfe des Impedanzwandlers auf eine Quellenimpedanz von wenigstens etwa 100 Ohm und Verstärken des wenigstens einen MR-Signals mithilfe eines Vorverstärkers, der elektrisch mit dem Impedanzwandler verbunden ist.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 ist ein Blockdiagramm einer Ausführungsform eines Empfangsabschnitts eines Magnetresonanztomographie-(MRT)-Systems.
2 ist eine schematische Darstellung eines Teils des in 1 gezeigten Empfangsabschnitts, die eine Ausführungsform einer Hochfrequenz-(HF)-Empfängerspule und eine Ausführungsform eines entsprechenden Vorverstärkers des Empfangsabschnitts veranschaulicht.
3 ist eine schematische Darstellung einer Ausführungsform des in 2 gezeigten Vorverstärkers.
4 ist eine grafische Veranschaulichung einer Ausführungsform eines Smith-Diagramms für eine Ausführungsform eines Feldeffekttransistors (FET) des in den 2 und 3 gezeigten Vorverstärkers.
5 ist ein Flussdiagramm, das eine Ausführungsform eines Verfahrens zum Empfangen von Magnetresonanz-(MR)-Signalen veranschaulicht.
6 ist ein Blockdiagramm eines MRT-Systems, bei dem ein gemäß mehreren Ausführungsformen ausgebildeter Vorverstärker implementiert werden kann.
AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
Die vorangehende Kurzdarstellung sowie die folgende ausführliche Beschreibung gewisser Ausführungsformen wird besser verständlich, wenn sie in Verbindung mit den angehängten Zeichnungen gelesen wird. Insofern als die Figuren Diagramme der Funktionsblöcke verschiedener Ausführungsformen darstellen, zeigen die Funktionsblöcke nicht unbedingt die Trennung zwischen Hardware-Schaltungsanordnungen an. So kann bzw. können zum Beispiel ein oder mehrere Funktionsblöcke in einem einzelnen Stück Hardware oder in mehreren Hardwarestücken implementiert werden. Es versteht sich, dass die diversen Ausführungsformen nicht auf die in den Zeichnungen gezeigten Anordnungen und Mittel begrenzt sind.
In der hierin verwendeten Form ist ein in der Einzahl genanntes/r Element oder Schritt, dem das Wort ”ein/e” vorangestellt ist, nicht als die Mehrzahl der genannten Elemente oder Schritte ausschließend zu verstehen, es sei denn, ein derartiger Ausschluss wird ausdrücklich angegeben. Ferner dürfen Verweise auf „eine Ausführungsform” nicht als das Bestehen zusätzlicher Ausführungsformen, die ebenfalls die genannten Merkmale aufweisen, ausschließend ausgelegt werden. Des Weiteren können, sofern nicht ausdrücklich gegenteilig angegeben, Ausführungsformen, die ein oder mehrere Elemente mit einer besonderen Eigenschaft „aufweisen” oder „haben”, zusätzliche derartige Elemente beinhalten, die diese Eigenschaft nicht haben.
Verschiedene Ausführungsformen sehen Systeme und Verfahren zum Empfang von Magnetresonanz-(MR)-Signalen, wie sie z. B. von einem Gegenstand emittiert werden, unter Verwendung eines Magnetresonanztomographiesystems (MRT-Systems) vor. Durch Ausüben wenigstens einer Ausführungsform wird ein Vorverstärker bereitgestellt, der eine relativ hohe Quellenimpedanz zulässt, während er eine relativ kleine Eingangsimpedanz hat. Darüber hinaus kann, verglichen mit MRT-Systemen, die eine konventionelle Quellenimpedanz von etwa 50 Ohm benutzen, durch Ausüben wenigstens einer Ausführungsform eine höhere Sperrimpedanz bereitgestellt werden. Wenigstens eine technische Wirkung verschiedener Ausführungsformen beinhaltet die Verringerung von Hochfrequenz-(HF)-Übersprechen zwischen HF-Empfängerspulen in einer Anordnung. Wenigstens eine weitere technische Wirkung der verschiedenen Ausführungsformen ist eine HF-Empfängerspule, die ein höheres Signal-Rausch-Verhältnis (SNR) hat.
Wie in 1 veranschaulicht, können in Verbindung mit einem Empfangsabschnitt 80 eines MRT-Systems verschiedene Ausführungsformen implementiert sein. Der Empfangsabschnitt 80 ist zum Erfassen von MR-Daten mithilfe einer Spulenanordnung 100 konfiguriert, die eine Vielzahl von Hochfrequenz-(HF)-Empfängerspulen 102 beinhaltet (zwecks Einfachheit in 1 als Einzelblockelement veranschaulicht). Zum Beispiel kann die Spulenanordnung 100 eine Vielzahl von Schleifenelementen beinhalten, welche die HF-Empfängerspulen 102 bilden. Die HF-Empfängerspulen 102 sind zum Erkennen von MR-Signalen konfiguriert. Es ist zu beachten, dass die HF-Empfängerspulen 102, z. B. benachbarte Schleifenelemente, einander überlappen können, um Kopplung zu reduzieren oder zu minimieren. Die HF-Empfängerspulen 102 sind auch mithilfe von Vorverstärkern 82 voneinander isoliert, die auch empfangene MR-Signale von den HF-Empfängerspulen 102 verstärken. In der beispielhaften Ausführungsform ist die Spulenanordnung 100 eine dedizierte ausschließliche Empfangsspulenanordnung. Alternativ ist die Spulenanordnung 100 eine schaltbare Anordnung, wie z. B. eine schaltbare Sende-Empfangs-(T/R)-Spule mit phasengesteuerter Anordnung. Es ist möglich, dass Teile und/oder die Gesamtheit des Empfangsabschnitts 80 hierin als ein „System” bezeichnet werden.
Die Spulenanordnung 100 bildet also Teil des mit einem MRT-System verbundenen Mehrkanal-Empfangsabschnitts. Der Empfangsabschnitt 80 beinhaltet eine Vielzahl von Kanälen (Rcvr 1 ... Rcvr N), z. B. sechzehn Kanäle. Es ist aber zu beachten, dass mehr oder weniger Kanäle vorgesehen sein können. In der beispielhaften Ausführungsform ist die Spulenanordnung 100 mit dem Mehrkanal-Empfangsabschnitt 80 verbunden, der eine Mehrkanal-Systemschnittstelle 84 (z. B. eine 1,5-T-Systemschnittstelle) hat, wobei mit jeder einer Vielzahl der HF-Empfängerspulen 102 ein separater Empfangskanal 86 verbunden ist (z. B. sechzehn mit einer 4 × 4-Spulenanordnung verbundene Kanäle).
Die Systemschnittstelle 84 kann eine Vielzahl von Bias-Steuerungsleitungen 88 (als zwei Leitungen dargestellt) zum Steuern des Schaltens von Entkopplungsschaltungen (nicht gezeigt) beinhalten, die z. B. mithilfe einer im MRT-System gespeicherten Spulenkonfigurationsdatei und/oder auf Basis einer Benutzereingabe gesteuert werden können. Auf der Basis einer Benutzereingabe kann zum Beispiel eine bestimmte Spulenkonfigurationsdatei zum Steuern der Spulenanordnung 100, die als eine Sende-/Empfangsspule mit phasengesteuerter Anordnung konfiguriert ist, in einem speziellen Bildgebungsmodus gewählt werden (z. B. Benutzersteuerung der Betriebsart mithilfe von Bedienelementen an einem MRT-Scanner). Auch kann eine RF IN-Steuerleitung 90 in Verbindung mit z. B. einem Combiner (nicht abgebildet) zum Steuern einer Sendespulenanordnung bereitgestellt sein.
2 ist eine schematische Darstellung eines Teils des Empfangsabschnitts 80, die eine Ausführungsform von einer der Hochfrequenz-(RF)-Empfängerspulen 102 und eine Ausführungsform eines entsprechenden Vorverstärkers 82 veranschaulicht. In der beispielhaften Ausführungsform hat der Vorverstärker 82 eine relativ niedrige Eingangsimpedanz. Eine „relativ niedrige” Eingangsimpedanz des Vorverstärkers 82 ist in einigen Ausführungsformen beispielsweise kleiner als etwa 5 Ohm bei Resonanzfrequenz. Die Eingangsimpedanz des Vorverstärkers 82 wird von der Drossel 140 definiert, die in 3 gezeigt wird. In 2 wird die Eingangsimpedanz des Vorverstärkers mit Z_IN dargestellt. In einigen Ausführungsformen hat der Vorverstärker 82 eine Eingangsimpedanz zwischen etwa 1 Ohm und etwa 3 Ohm bei Resonanzfrequenz. Darüber hinaus hat der Vorverstärker 82 in einigen Ausführungsformen eine Eingangsimpedanz von etwa 2 Ohm bei Resonanzfrequenz. Es ist zu beachten, dass zu Veranschaulichungszwecken alle Kondensatoren als verlustfrei gelten und die Drosseln mit einem Reihenwiderstand dargestellt werden. Die Eingangsimpedanz des Vorverstärkers 82 kann hierin als eine „Vorverstärkereingangsimpedanz” bezeichnet werden.
Die HF-Empfängerspule 102 beinhaltet einen von einem Widerstand 122, einer Drossel 124 und einem Kondensator 126 gebildeten Widerstands-Induktivitäts-Kapazitäts-Schwingkreis. Die HF-Empfängerspule 102 ist auch mit einem Impedanzwandler 128 in Reihe geschaltet. Speziell ist der Impedanzwandler 128 elektrisch zwischen die HF-Empfängerspule 102 und den Vorverstärker 82 geschaltet. Der Impedanzwandler 128 bildet zwischen der HF-Empfängerspule 102 und dem Vorverstärker 82 ein Impedanzanpassungsnetzwerk. Der Impedanzwandler 128 ist zum Transformieren einer Spulenimpedanz der HF-Empfängerspule 102 auf eine Quellenimpedanz des Vorverstärkers 82 konfiguriert. Die Quellenimpedanz des Vorverstärkers 82 wird in 2 von Z_OUT dargestellt. Die Spulenimpedanz der HF-Empfängerspule 102 kann jeden beliebigen Wert haben, der von der Bespulung, Spulengröße, Feldstärke und/oder dergleichen abhängen kann. Zu Beispielen für die Spulenimpedanz der HF-Empfängerspule 102 gehören zwischen etwa 2 Ohm und etwa 10 Ohm bei einer Feldstärke von 1,5 T und/oder dergleichen, sie ist aber nicht darauf beschränkt.
In einer beispielhaften Ausführungsform beinhaltet der Impedanzwandler 128 einen Balun des Gittertyps. Speziell weist der Impedanzwandler 128 zwei Drosseln 130 und 132 und zwei Kondensatoren 134 und 136 auf. Die Drossel 130 ist mit dem Kondensator 134 in Reihe geschaltet, während die Drossel 132 mit dem Kondensator 136 in Reihe geschaltet ist. Die Drossel 130 und der Kondensator 134 sind mit der Drossel 132 und dem Kondensator 136 parallel geschaltet. In der beispielhaften Ausführungsform erzeugt die Anordnung des Gitter-Balun-Impedanzwandlers 128 eine Phasenverschiebung von +/– 90°. Jede der Drosseln 130 und 132 kann hierin als eine „erste” und/oder eine „zweite” Drossel bezeichnet werden. Die Kondensatoren 134 und 136 können hierin als ein „erster” und/oder ein „zweiter” Kondensator bezeichnet werden.
Der Impedanzwandler 128 ist zum Transformieren der Spulenimpedanz der HF-Empfängerspule 102 in eine relativ hohe Quellenimpedanz Z_OUT konfiguriert. In einigen Ausführungsformen beträgt beispielsweise eine „relativ hohe” Quellenimpedanz Z_OUT wenigstens etwa 100 Ohm. Dementsprechend ist der Impedanzwandler 128 in der beispielhaften Ausführungsform konfiguriert, um die Spulenimpedanz der HF-Empfängerspule 102 auf eine Quellenimpedanz Z_OUT von wenigstens etwa 100 Ohm zu transformieren. In einigen Ausführungsformen ist der Impedanzwandler 128 konfiguriert, um die Spulenimpedanz der HF-Empfängerspule 102 auf eine Quellenimpedanz Z_OUT von wenigstens etwa 300 Ohm, wenigstens etwa 400 Ohm oder wenigstens etwa 500 Ohm zu transformieren. Zu den beispielhaften Werte für die Drosseln 130 und 132 gehört etwa 123,5 nH, sie sind aber nicht darauf beschränkt. Zu den beispielhaften Werten für die Kondensatoren 134 und 136 gehört etwa 51 pF, sie sind aber nicht darauf beschränkt.
Der Impedanzwandler 128 versieht die HF-Empfängerspule 102 auch mit einer Sperrimpedanz. Die Transformation der Spulenimpedanz der HF-Empfängerspule 102 auf eine relativ hohe Quellenimpedanz Z_OUT kann es dem Impedanzwandler 128 ermöglichen, die HF-Empfängerspule 102 mit einer höheren Sperrimpedanz zu versehen. Weil die relativ hohe Quellenimpedanz Z_OUT des Vorverstärkers 82 größer als zum Beispiel der konventionelle Wert von etwa 50 Ohm ist, ist die Reaktanz X der Drosseln 130 und 132 und der Kondensatoren 134 und 136 des Impedanzwandlers 128 höher. Zum Beispiel kann die Reaktanz X_C jedes der Kondensatoren 134 und 136 und die Reaktanz X_L jeder der Drosseln 130 und 132 mit der folgenden Gleichung definiert werden: X_C = X_L = √(R₁ × R₂); wobei R₁ die Spulenimpedanz und R₂ die Quellenimpedanz Z_OUT ist. Weil die Eingangsimpedanz Z_IN des Vorverstärkers 82 relativ niedrig ist, bildet der Impedanzwandler 128 einen Parallelschwingkreis, der an einem Ausgang 138 der HF-Empfängerspule 102 zu einer höheren Impedanz führt. Mit dem Zunehmen der Reaktanzen X_C und X_L wird auch die Sperrimpedanz größer, weil die Sperrimpedanz zu den Werten von X_C und X_L direkt proportional ist. Die höhere Sperrimpedanz unterdrückt einen größeren Betrag von HF-Strom entlang der HF-Empfängerspule 102, was aufgrund von weniger Wechselwirkungen zwischen HF-Empfängerspulen 102 und/oder weniger korreliertem Rauschen im Endeffekt zu einem höheren Signal-Rausch-Verhältnis führen kann. Beispielhafte Werte für derartige höhere Sperrimpedanzen sind z. B. eine Sperrimpedanz von wenigstens 300 Ohm, wenigstens 500 Ohm und wenigstens 1000 Ohm.
Der Impedanzwandler 128 ist zum Transformieren der Spulenimpedanz der HF-Empfängerspule 102 auf eine relativ hohe Quellenimpedanz nicht auf eine Balunstruktur vom Gittertyp beschränkt. Vielmehr können alle beliebigen Komponenten und jede beliebige Anordnung der Verbindungen zwischen ihnen zum Transformieren der Spulenimpedanz der HF-Empfängerspule 102 auf eine relativ hohe Quellenimpedanz verwendet werden, wie z. B. andere Typen von gleichwertigen Phasenverschiebungsbaluns und/oder dergleichen, wobei sie aber nicht darauf beschränkt sind.
3 ist eine schematische Darstellung einer Ausführungsform des in 2 gezeigten Vorverstärkers 82. Der Vorverstärker 82 ist konfiguriert, um die relativ hohe Quellenimpedanz Z_OUT zuzulassen, während er die relativ niedrige Eingangsimpedanz Z_IN bereitstellt. Die Eingangsimpedanz Z_IN des Vorverstärkers 82 wird von der Drossel 140 des Vorverstärkers 82 definiert. Der Vorverstärker 82 beinhaltet einen Verstärker 142, der MR-Signale von der entsprechenden HF-Empfängerspule 102 (2) empfängt, und verstärkt die empfangenen MR-Signale. Eine Eingangsschaltung 144 ist elektrisch mit dem Verstärker 142 verbunden. Die Eingangsschaltung 144 ist über den Impedanzwandler 128 (2) elektrisch mit dem Ausgang 138 (2) der entsprechenden HF-Empfängerspule 102 verbunden. Die Eingangsschaltung 144 ist zum Senden der MR-Signale von der entsprechenden HF-Empfängerspule 102 an den Verstärker 142 konfiguriert.
Die Eingangsschaltung 144 beinhaltet einen Impedanzwandler 146, der einen Kondensator 148 und die Drossel 140 beinhaltet. Die Eingangsschaltung 144 beinhaltet auch einen Feldeffekttransistor (FET) 150, der elektrisch zwischen den Impedanzwandler 146 und den Verstärker 142 geschaltet ist, z. B. wie in 3 gezeigt. Der Impedanzwandler 146 ist elektrisch zwischen den Verstärker 142 und die entsprechende HF-Empfängerspule 102 geschaltet.
In der beispielhaften Ausgestaltung hat der FET 150 einen relativ großen Rauschkreis, der im Smith-Diagramm zentriert sein kann, damit der FET 150 eine relativ niedrige Rauschzahl ergibt. Das heißt, der FET 150 ist in der Lage, über einen relativ breiten Bereich der Quellenimpedanz Z_OUT eine relativ niedrige Rauschzahl bereitzustellen. Zum Beispiel beträgt eine „relativ große” Größe des Rauschkreises des FET 150 in einigen Ausführungsformen wenigstens etwa 0,3 Dezibel. In einigen Ausführungsformen hat der Rauschkreis des FET 150 eine Größe von wenigstens etwa 0,6 Dezibel. Die Größe des Rauschkreises des FET 150 hängt vom Rauschwiderstand R_N des FET 150 ab. Der FET 150 kann einen beliebigen Rauschwiderstandswert R_N haben, der einen Rauschkreis mit einer Größe von wenigstens etwa 0,3 Dezibel bereitstellt, wie z. B. weniger als etwa 0,03 Ohm, gleich etwa 0,02 Ohm oder weniger und/oder dergleichen, ist aber nicht darauf beschränkt. Der Ort des Rauschkreises der FET 150 im Smith-Diagramm hängt vom optimalen Reflexionskoeffizienten des FET 150 ab. Zum Beispiel kann der Rauschkreis des FET 150 näher zur Mitte des Smith-Diagramms hin liegen (d. h. näher daran, konzentrisch zu sein), wenn der optimale Reflexionskoeffizient des FET 150 weniger als etwa 100 Ohm beträgt. In einigen Ausführungsformen ist der Rauschkreis des FET 150 im Smith-Diagramm zentriert (d. h. mit dem Smith-Diagramm konzentrisch). In einigen Ausführungsformen und zum Beispiel hat der FET 150 einen optimalen Reflexionskoeffizienten von weniger als etwa 100 Ohm. In einigen Ausführungsformen und zum Beispiel hat der FET 150 einen optimalen Reflexionskoeffizienten zwischen etwa 40 Ohm und etwa 60 Ohm, z. B. etwa 50 Ohm.
4 ist eine grafische Veranschaulichung einer Ausführungsform eines Smith-Diagramms für den FET 150 (3). In der beispielhaften Ausführungsform von 4 hat der FET 150 einen Rauschwiderstand R_N von etwa 0,02 Ohm und einen optimalen Reflexionskoeffizienten von etwa 50 Ohm. Ein Rauschkreis 152 des FET 150, wie in 4 gezeigt, hat eine Größe von etwa 0,6 Dezibel. Wie in 4 zu sehen ist, befindet sich eine Mitte 154 des Rauschkreises 152 des FET 150 relativ nahe an einer Mitte 156 des Smith-Diagramms. Mit „relativ nahe” ist gemeint, dass die Mitte 156 des Smith-Diagramms innerhalb des Umfangs 158 des Rauschkreises 152 liegt. In einigen alternativen Ausführungsformen fluchtet die Mitte 156 des Smith-Diagramms mit der Mitte 154 des Rauschkreises 152, so dass das Smith-Diagramm und der Rauschkreis 152 konzentrisch sind.
Der Impedanzwandler 146, wobei jetzt wieder auf 3 Bezug genommen wird, ist zum Transformieren der vom Impedanzwandler 128 bereitgestellten relativ hohen Quellenimpedanz Z_OUT auf eine Impedanz konfiguriert, die innerhalb des Rauschkreises (z. B. des in 4 gezeigten Rauschkreises 152) des FET 150 liegt. Das heißt, der Impedanzwandler 146 ist zum Transformieren einer Quellenimpedanz Z_OUT von wenigstens etwa 100 Ohm auf eine Impedanz, die innerhalb des Rauschkreises des FET 150 liegt, konfiguriert. Zum Beispiel ist der Impedanzwandler 146 in einigen Ausführungsformen zum Transformieren einer Quellenimpedanz Z_OUT von wenigstens etwa 300 Ohm, wenigstens etwa 400 Ohm oder wenigstens etwa 500 Ohm auf eine Impedanz konfiguriert, die innerhalb des Rauschkreises des FET 150 liegt. Der relativ große Rauschkreis des FET 150 ermöglicht es dem Impedanzwandler 146, einen LC-Serienresonanzkreis zu bilden, während er die relativ hohe Quellenimpedanz Z_OUT in eine Impedanz umsetzt, die innerhalb des Rauschkreises liegt. Die Impedanz innerhalb des Rauschkreises, auf welche der Impedanzwandler 146 die relativ hohe Quellenimpedanz Z_OUT transformiert, ist für optimale Rauschanpassung gewählt, d. h. zum Ergeben eines reduzierten oder minimalen Rauschwerts, was das SNR der HF-Empfängerspule 102 erhöhen kann.
Der Impedanzwandler 146 ist auch konfiguriert, um die Impedanz des FET 150 auf eine relativ niedrige Eingangsimpedanz Z_IN des Vorverstärkers 82 zu transformieren. Das heißt, dass der Impedanzwandler 146 zum Transformieren der Impedanz des FET 150 auf eine Eingangsimpedanz Z_IN von weniger als etwa 5 Ohm konfiguriert ist. Zum Beispiel ist der Impedanztransformator 146 in einigen Ausführungsformen zum Transformieren der Impedanz des FET 150 auf eine Eingangsimpedanz Z_IN zwischen etwa 1 Ohm und etwa 3 Ohm, z. B. etwa 2 Ohm, konfiguriert. Die Impedanz des FET 150 kann jeden beliebigen Wert haben, wie z. B. wenigstens etwa 1000 Ohm, wenigstens etwa 500.000 Ohm, wenigstens etwa 1.000.000 Ohm und/oder dergleichen, ist aber nicht darauf beschränkt. Zu beispielhaften Werten der Drossel 140 zählt etwa 4,4 pF, sie sind aber nicht darauf beschränkt. Zu beispielhaften Werten des Kondensators 148 zählt etwa 515 nH, sie sind aber nicht darauf beschränkt. Die Impedanz des FET 150 kann hierin als eine „FET-Impedanz” bezeichnet werden.
5 ist ein Flussdiagramm, das eine Ausführungsform eines Verfahrens 160 zum Empfang von Magnetresonanz-(MR)-Signalen veranschaulicht, wie z. B. von einem Gegenstand emittierte MR-Signale. An 162 beinhaltet das Verfahren das Empfangen von wenigstens einem MR-Signal von einer HF-Empfängerspule an einem Impedanzwandler. Zum Beispiel kann das MR-Signal von der HF-Empfängerspule 102 (2) am Impedanzwandler 128 (2) empfangen werden. An 164 transformiert der Impedanzwandler eine hohe Spulenimpedanz der HF-Empfängerspule in eine relativ hohe Quellenimpedanz Z_OUT (2 und 3) von wenigstens etwa 100 Ohm. Zum Beispiel kann der Impedanzwandler 128 an 164 zum Transformieren der Spulenimpedanz der HF-Empfängerspule 102 auf die relativ hohe Quellenimpedanz Z_OUT verwendet werden.
Die Quellenimpedanz Z_OUT wird an 166 von einem Vorverstärker (z. B. dem in den 1 bis 3 gezeigten Vorverstärker 82) auf eine Impedanz transformiert, die innerhalb eines Rauschkreises eines FET (z. B. dem in 3 gezeigten FET 150) des Vorverstärkers liegt. An 168 wird eine Impedanz des FET des Vorverstärkers vom Vorverstärker in eine relativ niedrige Eingangsimpedanz Z_IN des Vorverstärkers von weniger als etwa 5 Ohm transformiert. An 170 beinhaltet das Verfahren 160 ferner das Verstärken des MR-Signals mithilfe eines Vorverstärkers.
Es ist zu beachten, dass die verschiedenen Ausführungsformen nicht auf ein spezielles MRT-System oder einen speziellen Spulentyp oder eine spezielle Spulenanordnung beschränkt sind. Dementsprechend können die hierin beschriebenen und/oder veranschaulichten Ausführungsformen möglicherweise mit einem MRT-System verwendet werden, das andere Leistungspegel, Kanäle usw. hat und das andere Empfangsflächenspulen hat, die auf einer oder mehreren Frequenzen betrieben werden. Des Weiteren können die in den hierin beschriebenen und/oder veranschaulichten Ausführungsformen und der Wert jeder der Komponenten nach Wunsch oder Bedarf verschieden sein.
Die verschiedenen hierin beschriebenen und/oder veranschaulichten Ausführungsformen können zum Beispiel mit MR-Spulen zur Verwendung mit dem in 6 gezeigten MRT-System 200 implementiert werden. Es ist zu beachten, dass das Bildgebungssystem 200 zwar als ein Bildgebungssystem mit einer einzelnen Modalität dargestellt ist, die verschiedenen Ausführungsformen aber in oder mit Bildgebungssystemen mit mehreren Modalitäten implementiert werden können. Das System 200 ist als ein MRT-Bildgebungssystem dargestellt und kann mit verschiedenen Typen medizinischer Bildgebungssysteme kombiniert sein, wie z. B. einem Computertomographie-(CT), einem Positronen-Emissions-Tomographie-(PET), einem Einzelphotonen-Emissionscomputertomographie-(SPECT) sowie einem Ultraschallsystem oder einem anderen System, das Bilder, insbesondere von einem Menschen, erzeugen kann. Darüber hinaus sind die verschiedenen Ausführungsformen nicht auf medizinische Bildgebungssysteme zur Darstellung menschlicher Aufnahmen begrenzt, sondern können auch veterinär- oder nichtmedizinische Systeme zur Darstellung nichtmenschlicher Objekte, Gepäck usw. beinhalten.
Das MRT-System 200, wobei jetzt auf 6 Bezug genommen wird, beinhaltet allgemein einen Bildgebungsteil 232 und einen Verarbeitungsteil 236, die einen Prozessor oder eine sonstige Rechner- oder Steuerungsvorrichtung beinhalten können. Das MRT-System 200 beinhaltet einen supraleitenden Magneten 262 in einer Gantry 240, der von auf einer Magnetspulenträgerkonstruktion gelagerten Magnetspulen gebildet wird. In anderen Ausführungsformen können aber andere Magnetarten verwendet werden, wie z. B. Dauermagneten oder Elektromagneten. Ein Behälter 264 (auch als Kryostat bezeichnet) umgibt den supraleitenden Magneten 262 und ist mit flüssigem Helium zum Kühlen der Spulen des supraleitenden Magneten 262 gefüllt. Die Außenfläche des Behälters 264 und die Innenfläche des supraleitenden Magneten 262 umgebend ist Wärmedämmung 266 bereitgestellt. Innerhalb des supraleitenden Magneten 262 ist eine Vielzahl von Magnetgradientenspulen 268 bereitgestellt und innerhalb der Vielzahl von Magnetgradientenspulen 268 ist eine HF-Sendespule 270 bereitgestellt. In einigen Ausführungsformen kann die HF-Sendespule 270 durch eine Sende- und Empfangsspule ersetzt sein, wie hierin ausführlicher beschrieben wird. Die Bauteile innerhalb der Gantry 240 bilden allgemein den Bildgebungsteil 232. Es ist zu beachten, dass der supraleitende Magnet 262 zwar eine zylindrische Form hat, aber auch andere Magnetformen verwendet werden können.
Der Verarbeitungsteil 236 beinhaltet im Allgemeinen einen Controller 256, eine Hauptmagnetfeldsteuerung 278, eine Gradientenfeldsteuerung 282, einen Speicher 284, ein Anzeigegerät 286, einen Sende-Empfangs-(T-R)-Schalter 288, einen HF-Sender 290 und einen Empfänger 292.
Im Betrieb wird ein Körper eines Objekts, wie z. B. ein Patient oder eine abzubildende Darstellung, auf einer geeigneten Unterlage, z. B. einen Patiententisch, in der Röhre 242 gelegt. Der supraleitende Magnet 262 erzeugt ein gleichmäßiges und statisches Hauptmagnetfeld B_o über die Röhre 242. Die Stärke des elektromagnetischen Felds in der Röhre 242 und dementsprechend im Patienten wird über die Hauptmagnetfeldsteuerung 278 vom Controller 276 gesteuert, der auch eine Erregerstromzuführung zum supraleitenden Magneten 262 regelt.
Die Magnetgradientenspulen 268, zu denen ein oder mehrere Gradientenspulenelemente zählen, sind bereitgestellt, so dass ein magnetischer Gradient auf das Magnetfeld B_o in der Röhre 242 innerhalb des supraleitenden Magneten 262 in einer oder mehr von drei orthogonalen Richtungen x, y und z ausgeübt werden kann. Die Magnetgradientenspulen 268 werden von der Gradientenfeldsteuerung 282 erregt und werden auch vom Controller 276 gesteuert.
Die HF-Sendespule 270, die eine Vielzahl von Spulen beinhalten kann, ist zum Senden magnetischer Pulse und/oder fakultativ zum gleichzeitigen Erfassen von MR-Signalen von dem Patienten angeordnet, wenn auch Empfangsspulenelemente bereitgestellt sind, wie z. B. eine als HF-Empfängerspule konfigurierte Oberflächenspule. Die HF-Empfängerspule (z. B. die in den 1 und 2 gezeigte HF-Empfängerspule 102) kann von jedem beliebigen Typ oder jeder beliebigen Konfiguration sein, z. B. eine separate Empfängeroberflächenspule, und beinhaltet den Impedanzwandler 128 und den Vorverstärker 82, wie hierin ausführlicher beschrieben und veranschaulicht wird. Des Weiteren kann die Systemschnittstelle 84 (in 1 gezeigt) Teil von z. B. dem Controller 276, dem Sende-Empfangs-(T-R)-Schalter 288 oder dem Empfänger 292 sein, mit dem zusammen die Spulenanordnung den Empfangsteil 80 bilden kann.
Die HF-Empfangsspule 270 kann eine Körperspule wie z. B. eine Spule vom Käfigtyp sein. Die Empfangsflächenspule kann eine in der HF-Sendespule 270 bereitgestellte Anordnung von HF-Spulen sein. Die HF-Sendespule 270 wird gegenüber der/den Empfangsflächenspule(n) wie hierin beschrieben verstimmt oder von ihr/ihnen entkoppelt. So kann die als eine Körperteil-spezifische Spule (z. B. Torsospule) konfigurierte HF-Sendespule 270 mit der Empfangsflächenspule kombiniert werden.
Die HF-Sendespule 270 und die Empfängerflächenspule werden durch den T-R-Schalter 288 wahlweise mit dem HF-Sender 190 bzw. dem Empfänger 292 verbunden. Der HF-Sender 290 und der T-R-Schalter 288 werden vom Controller 276 so gesteuert, dass vom HF-Sender 290 HF-Feldimpulse oder -signale erzeugt und selektiv an den Patienten angelegt werden zur Erregung magnetischer Resonanz im Patienten. Während die HF-Erregungsimpulse an den Patienten angelegt werden, wird der T-R-Schalter 288 auch betätigt, um die Empfangsflächenspule vom Empfänger 292 abzuschalten.
Nach dem Anlegen der HF-Pulse wird der T-R-Schalter 288 erneut betätigt, um die HF-Sendespule 270 vom HF-Sender 290 abzuschalten und die Empfängerflächenspule mit dem Empfänger 292 zu verbinden. Die Empfängerflächenspule hat die Aufgabe, die MR-Signale, die sich aus den erregten Kernen im Patienten ergeben, zu erkennen oder abzutasten, und legt die MR-Signale, die mehreren Kanälen mitgeteilt werden können, wie hierin ausführlicher beschrieben wird, an den Empfänger 292 an. Diese erkannten MR-Signale werden wiederum an den Controller 276 angelegt. Der Controller 276 beinhaltet z. B. einen Prozessor (z. B. Bildrekonstruktionsprozessor), der die Verarbeitung der MR-Signale steuert, um Signale zu erzeugen, die für ein Bild des Patienten repräsentativ sind.
Die für das Bild repräsentativen verarbeiteten Signale werden auch an das Anzeigegerät 286 gesendet, um eine visuelle Anzeige des Bilds zu geben. Speziell füllen oder bilden die MR-Signale einen k-Raum, der zum Erhalten eines anzeigefähigen Bilds fouriertransformiert wird. Die für das Bild repräsentativen verarbeiteten Signale werden dann zum Anzeigegerät 286 gesendet.
Die verschiedenen Ausführungsformen der Vorverstärker lassen eine relative hohe Quellenimpedanz zu, während sie eine relative niedrige Eingangsimpedanz bereitstellen. Die verschiedenen Ausführungsformen können möglicherweise eine höhere Sperrimpedanz als MRT-System bereitstellen, die eine konventionelle Quellenimpedanz von etwa 50 Ohm verwenden. Die verschiedenen Ausführungsformen der HF-Empfängerspulen können ein höheres Signal-Rausch-Verhältnis haben. Weil die Entkopplung von Impedanz direkt in die Verringerung von induziertem HF-Strom in einem Schwingkreis übersetzt werden kann, führt die Verbesserung des Vorverstärker-Entkopplungswirkungsgrads möglicherweise zur Verringerung von HF-Nebensprechen zwischen HF-Empfängerspulen innerhalb einer Anordnung. Die Verringerung des Nebensprechens zwischen HF-Empfängerspulen kann möglicherweise die gegenseitigen Wechselwirkungen zwischen den HF-Empfängerspulen verringern und kann auch zu einer effektiven Methode zum weiteren Verbessern grundlegender HF-Spulenkonstruktionen, einschließlich stärker verdichteter Spulengeometrie, für ein immanenteres Signal-Rausch-Verhältnis und/oder verbesserte Parallelbildgebungsleistung in MRT führen. Zum Beispiel ist es eventuell nicht notwendig, die Regel von 10% bis 15% einzuhalten. Die von den verschiedenen Ausführungsformen vorgesehene höhere Vorverstärkersperrung kann die Vereinfachung von HF-Empfängerspulenkonstruktionen ermöglichen und/oder zur Verringerung oder Entfernung von Trennschaltungen zwischen HF-Empfängerspulen führen, ohne die Leistung einer HF-Empfängerspulenanordnung zu beeinträchtigen, was zu Verringerungen oder zur Eliminierung der Isolierungsanpassung während der Herstellung führen kann. Die verschiedenen Ausführungsformen können möglicherweise die Kosten für die Herstellung von HF-Empfängerspulen, Vorverstärkern, MRT-Empfangsabschnitten und/oder MRT-Systeme insgesamt senken.
Es ist zu beachten, dass die verschiedenen Ausführungsformen in Hardware, Software oder einer Kombination davon implementiert werden können. Die verschiedenen Ausführungsformen und/oder Komponenten, z. B. Module oder Komponenten und Controller in ihnen, können auch als Teil eines oder mehrerer Computer oder Prozessoren implementiert werden. Der Computer oder Prozessor kann ein Rechengerät, ein Eingabegerät, eine Anzeigeeinrichtung und eine Schnittstelle, z. B. für Zugang zum Internet, beinhalten. Der Computer oder Prozessor kann einen Mikroprozessor beinhalten. Der Mikroprozessor kann mit einem Kommunikationsbus verbunden sein. Der Computer oder Prozessor kann auch einen Speicher beinhalten. Der Speicher kann Direktzugriffsspeicher (RAM) und Festwertspeicher (ROM) beinhalten. Der Computer oder Prozessor kann ferner ein Speichergerät beinhalten, das ein Festplattenlaufwerk oder ein entfernbares Speicherlaufwerk wie ein Diskettenlaufwerk, ein optisches Laufwerk und dergleichen sein kann. Das Speichergerät kann auch eine andere ähnliche Einrichtung zum Laden von Computerprogrammen oder anderen Anweisungen in den Computer oder Prozessor sein.
Der hierin verwendete Begriff „Computer” oder „Modul” kann jedes beliebige System auf Prozessorbasis oder Mikroprozessorbasis sein, einschließlich Systemen, die Mikrocontroller, Reduced Instruction Set Computers (RISC), anwendungsspezifische integrierte Schaltungen (ASIC), Logikschaltungen und jede(n) beliebige(n) andere(n) Schaltung oder Prozessor verwenden, die/der zur Ausführung der hierin beschriebenen Funktionen in der Lage ist. Die obigen Beispiele sind nur veranschaulichend und sollen die Definition und/oder Bedeutung des Begriffs „Computer” in keiner Weise einschränken.
Der Computer oder Prozessor führt einen Satz von Befehlen aus, die in einem oder mehreren Speicherelementen gespeichert sind, um die Eingabedaten zu verarbeiten. Die Speicherelemente können, je nach Wunsch oder Bedarf, auch Daten oder andere Informationen speichern. Das Speicherelement kann die Form einer Informationsquelle oder eines physikalischen Speicherelements in einer Verarbeitungsmaschine haben.
Der Befehlssatz kann verschiedene Befehle beinhalten, die den Computer oder Prozessor als eine Verarbeitungsmaschine anweisen, bestimmte Vorgänge wie die Verfahren und Prozesse der verschiedenen Ausführungsformen der Erfindung durchzuführen. Der Befehlssatz kann die Form eines Software-Programms haben. Die Software kann verschiedene Formen haben, wie z. B. System-Software oder Anwendungssoftware, die als ein physisches oder nichtflüchtiges computerlesbares Medium ausgestaltet sein können. Ferner kann die Software die Form einer Sammlung separater Programme oder Module, eines Programmmoduls in einem größeren Programm oder eines Teils eines Programmmoduls haben. Die Software kann auch modulare Programmierung in der Form von objektorientierter Programmierung beinhalten. Die Verarbeitung von Eingabedaten durch die Verarbeitungsmaschine kann als Reaktion auf Benutzerbefehle oder als Reaktion auf Ergebnisse früherer Verarbeitungen oder als Reaktion auf eine Anforderung von einer anderen Verarbeitungsmaschine erfolgen.
Die hierin verwendeten Begriffe „Software” und „Firmware” sind untereinander austauschbar und beinhalten jedes in einem Speicher gespeicherte Computerprogramm zur Ausführung durch einen Computer, einschließlich RAM-Speicher, ROM-Speicher, EPROM-Speicher, EEPROM-Speicher und nichtflüchtiger RAM-Speicher (NVRAM). Die obigen Speichertypen sind nur beispielhaft und daher bezüglich der zur Speicherung eines Computerprogramms verwendbaren Speichertypen nicht beschränkend.
Es ist zu beachten, dass die obige Beschreibung zur Veranschaulichung und nicht zur Einschränkung dienen soll. Zum Beispiel können die oben beschriebenen Ausführungsformen (und/oder Aspekte derselben) in Kombination miteinander verwendet werden. Außerdem können viele Änderungen vorgenommen werden, um ein(e) besondere(s) Situation oder Material an die Lehre der verschiedenen Ausführungsformen anzupassen, ohne von ihrem Umfang abzuweichen. Zwar sind Abmessungen und Materialtypen, die hierin beschrieben werden, zur Definition der Parameter der Erfindung vorgesehen, sie sind aber in keiner Weise beschränkend und lediglich beispielhaft. Der Fachpersonen werden bei der Betrachtung der obigen Beschreibung viele weitere Ausführungsformen einfallen. Der Umfang der verschiedenen Ausführungsformen ist daher in Bezug auf die angehängten Ansprüche zusammen mit dem vollen Umfang von Äquivalenten, zu denen derartige Ansprüche berechtigt sind, zu bestimmen. In den angehängten Ansprüchen werden die Begriffe „beinhalten” und „in der/dem/denen” als einfache Äquivalente der Begriffe „aufweisend” bzw. „wobei” verwendet. Darüber hinaus werden in den folgenden Ansprüchen die Begriffe „erste”, „zweite” und „dritte” usw. lediglich als Bezeichnungen verwendet und es ist nicht vorgesehen, dass sie ihren Objekten numerische Anforderungen auferlegen. Ferner sind die Begrenzungen der folgenden Ansprüche nicht im Mittel-für-eine-Funktion-Format geschrieben und dürfen nicht auf der Basis von 35 USC § 112, sechster Absatz, ausgelegt werden, sofern derartige Anspruchsbegrenzungen nicht und bis sie ausdrücklich den Ausdruck „Mittel für” gefolgt von einer Funktionsaussage ohne weitere Struktur verwenden.
Diese schriftliche Beschreibung verwendet Beispiele zur Offenbarung der verschiedenen Ausführungsformen, einschließlich der besten Art der Ausführung, und auch, um einer Fachperson die Ausübung der verschiedenen Ausführungsformen zu ermöglichen, einschließlich der Herstellung und Benutzung jedweder Vorrichtungen oder Systeme und der Durchführung eingebundener Verfahren. Der patentfähige Umfang der verschiedenen Ausführungsformen wird durch die Ansprüche definiert und kann weitere Beispiele beinhalten, die der Fachperson einfallen werden. Es ist vorgesehen, dass derartige weitere Beispiele in den Umfang der Ansprüche fallen, wenn die Beispiele strukturelle Elemente haben, die sich nicht von der wörtlichen Sprache der Ansprüche unterscheiden, oder wenn die Beispiele äquivalente strukturelle Elemente mit unwesentlichen Unterschieden von den wörtlichen Sprachen der Ansprüche beinhalten.
Ein Vorverstärker 82 ist für eine Hochfrequenz-(HF)-Empfängerspule 102 in einem Magnetresonanztomographie-(MRT)-System 200 vorgesehen. Der Vorverstärker beinhaltet einen Verstärker 142, der zum Empfang von wenigstens einem Magnetresonanz-(MR)-Signal von der HF-Empfängerspule konfiguriert ist und zum Erzeugen eines verstärkten MR-Signals konfiguriert ist. Eine Eingangsschaltung 144 ist elektrisch mit dem Verstärker verbunden. Die Eingangsschaltung ist konfiguriert, um zum Senden des wenigstens einen MR-Signals von der HF-Empfängerspule zum Verstärker elektrisch mit einem Ausgang 138 der HF-Empfängerspule verbunden zu sein. Die Eingangsschaltung beinhaltet einen Impedanzwandler 146 und einen Feldeffekttransistor (FET) 150. Der FET ist elektrisch zwischen den Impedanzwandler und den Verstärker geschaltet. Der FET hat eine FET-Impedanz. Der Impedanzwandler ist zum Transformieren einer Quellenimpedanz von wenigstens etwa 100 Ohm konfiguriert. Der Impedanzwandler ist ferner zum Transformieren der FET-Impedanz auf eine Vorverstärkereingangsimpedanz von weniger als etwa 5 Ohm konfiguriert.
Bezugszeichenliste

80: Empfangsabschnitt
82: Vorverstärker
84: Systemschnittstelle
86: Empfangskanal
88: Bias-Steuerleitung
90: RF IN-Steuerleitung
100: Spulenanordnung
102: HF-Empfängerspule
122: Widerstand
124: Drossel
126: Kondensator
128: Impedanzwandler
130: Drossel
132: Drossel
134: Kondensator
136: Kondensator
138: Ausgang
140: Drossel
142: Verstärker
144: Eingangsschaltung
146: Impedanzwandler
148: Kondensator
150: FET
152: Rauschkreis
154: Mitte
156: Mitte
158: Umfang
160: Verfahren
200: MRT-System
232: Bildgebungsteil
236: Verarbeitungsteil
240: Gantry
242: Röhre
256: Controller
262: Supraleitender Magnet
264: Behälter
266: Wärmedämmung
268: Magnetgradientenspulen
270: HF-Sendespule
276: Controller
278: Magnetfeldsteuerung
282: Gradientenfeldsteuerung
284: Speicher
286: Anzeigegerät
288: Sende-Empfangs-(T-R)-Schalter
290: HF-Sender
292: Empfänger

Claims

Vorverstärker (82) für eine Hochfrequenz-(HF)-Empfängerspule (102) in einem Magnetresonanztomographie-(MRT)-System (200), wobei der Vorverstärker Folgendes aufweist: einen Verstärker (142), der zum Empfang von wenigstens einem Magnetresonanz-(MR)-Signal von der HF-Empfängerspule konfiguriert ist und zum Erzeugen eines verstärkten MR-Signals konfiguriert ist, und eine Eingangsschaltung (144), die elektrisch mit dem Verstärker verbunden ist, wobei die Eingangsschaltung konfiguriert ist, um zum Senden des wenigstens einen MR-Signals von der HF-Empfängerspule zum Verstärker elektrisch mit einem Ausgang (138) der HF-Empfängerspule verbunden zu sein, wobei die Eingangsschaltung einen Impedanzwandler (146) und einen Feldeffekttransistor (FET) (150) aufweist, wobei der FET elektrisch zwischen den Impedanzwandler und den Verstärker geschaltet ist, wobei der FET eine FET-Impedanz hat, wobei der Impedanzwandler zum Transformieren einer Quellenimpedanz von wenigstens etwa 100 Ohm konfiguriert ist, wobei der Impedanzwandler ferner zum Transformieren der FET-Impedanz auf eine Vorverstärkereingangsimpedanz von weniger als etwa 5 Ohm konfiguriert ist.
Vorverstärker (82) nach Anspruch 1, wobei der Impedanzwandler (146) zum Transformieren der Quellenimpedanz auf eine Impedanz konfiguriert ist, die innerhalb eines Rauschkreises (152) des FET (150) liegt.
Vorverstärker (82) nach Anspruch 1 oder 2, wobei der Impedanzwandler (146) zum Transformieren einer Quellenimpedanz von wenigstens etwa 300 Ohm konfiguriert ist.
Vorverstärker (82) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Impedanzwandler (146) zum Transformieren der FET-Impedanz auf eine Vorverstärkereingangsimpedanz zwischen etwa 1 Ohm und etwa 3 Ohm konfiguriert ist.
Vorverstärker (82) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Impedanzwandler (146) zum Transformieren einer FET-Impedanz von wenigstens etwa 500.000 Ohm auf eine Vorverstärkereingangsimpedanz konfiguriert ist.
Vorverstärker (82) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Impedanzwandler (146) zum Transformieren der Quellenimpedanz auf eine Impedanz konfiguriert ist, die innerhalb eines Rauschkreises (152) des FET (150) liegt, wobei der Rauschkreis des FET eine Größe von wenigstens etwa 0,3 Dezibel hat.
Vorverstärker (82) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Impedanzwandler (146) zum Transformieren der FET-Impedanz auf eine Vorverstärkereingangsimpedanz von etwa 2 Ohm konfiguriert ist.
Vorverstärker (82) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der FET (150) einen optimalen Reflexionskoeffizienten von weniger als etwa 100 Ohm hat.
Vorverstärker (82) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Impedanzwandler (146) elektrisch mit dem Verstärker (142) verbunden ist, wobei der Impedanzwandler konfiguriert ist, um elektrisch zwischen die HF-Empfängerspule (102) und den Verstärker geschaltet zu sein.