DE19631900A1 - Verfahren zur Anpassung eines Spulenresonators eines Magnetresonanzgerätes - Google Patents
Verfahren zur Anpassung eines Spulenresonators eines MagnetresonanzgerätesInfo
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Description
Bei der Kernspintomographie mit einem Magnetresonanzgerät
werden die Signale, die zur Bildrekonstruktion herangezogen
werden, durch das unterschiedliche zeitliche Verhalten
(Relaxationszeit) der in einem äußeren statischen Magnetfeld
ausgerichteten und durch ein Hochfrequenzsignal angeregten
Atomkerne ermittelt. Für die bildgebende Kernspintomographie
werden dazu vorrangig Wasserstoff-Protonen untersucht. Was
serstoff ist das häufigste Element im menschlichen Körper und
in Bezug auf die Magnetresonanz das empfindlichste. Die Kern
spintomographie beschränkt sich aber nicht nur auf die kon
ventionelle Schnittbildtechnik, sondern sie bietet auch die
Möglichkeit der Kernresonanz-Spektroskopie, d. h. die Konzen
trationsbestimmung chemischer Verbindungen. Durch die Unter
suchung verschiedener Atomkerne, wie ³¹P, ²¹F, ¹³C, erhält man
einen nicht-invasiven Einblick in den menschlichen Stoffwech
sel. Die Spektroskopie ist in der Regel mit zusätzlichem in
strumentellen Aufwand verbunden, da das Meßsystem hierfür mit
anderen Frequenzen als bei der Bildgebung betrieben werden
muß. Zudem ist der Nachweis der Atomkerne ³¹P, ²¹F, ¹³C auf
grund der geringen Signale schwieriger. Zum Empfang dieser
Signale werden daher Oberflächenspulen eingesetzt.
Eine zentrale Stellung im Meßsystem eines Magnetresonanzgerä
tes nehmen daher die Spulensysteme ein, die einerseits die zu
untersuchenden Atomkerne anregen und andererseits die Kernre
sonanzsignale empfangen. Als Sende- und Empfangsspulen können
sie als HF-Antenne direkt am zu untersuchenden Körperteil po
sitioniert werden. Die resistive und kapazitive Belastung ei
nes solchen Spulensystemes ist abhängig vom Untersuchungsob
jekt. Vor der eigentlichen Untersuchung ist deshalb eine Im
pedanzanpassung des durch das Untersuchungsobjekt belasteten
Spulenresonators an einen HF-Generator nötig, um die Energie
so verlustlos wie möglich zu übertragen. Diese Anpassung er
folgt durch ein Anpaßnetzwerk mit einer seriellen und einer
parallelen Kapazität (Cs, Cp).
Ein Ersatzschaltbild eines solchen Systems ist in der Fig. 1
dargestellt. Hierbei ist der HF-Generator mit dem Bezugszei
chen 1 gekennzeichnet. Im Ausführungsbeispiel hat dieser HF-
Generator 1 einen Innenwiderstand 2 von z. B. 50 Ohm. Über ei
ne Leitung 3 mit einer Impedanz Z von 50 Ohm und ein Anpaß
netzwerk 4 mit einem seriellen Kondensator (Cs) 5 und einem
parallelen Kondensator (Cp) 7 wird die Energie in den Spulen
resonator 7 eingekoppelt. Bei den Anpaßkapazitäten (serieller
Kondensator 5 und paralleler Kondensator 6) handelt es sich
beispielsweise um Drehkondensatoren, deren Kapazität zur An
passung veränderbar ist. Als Maß für die Anpassung wird der
komplexe Reflexionsfaktor r, d. h. das Verhältnis von reflek
tierter und vorlaufender Welle des Sende-/Empfangssystem be
stimmt. Bisher wurde für den Anpaßprozeß nur der Betrag des
Reflexionsfaktors r ausgewertet, durch den der Anwender nur
wenig Information über die Drehrichtung, d. h. die Vergröße
rung oder Verkleinerung der Anpaßkapazitäten erhält. Der Re
flexionsfaktor (0 < |r| < 1) wurde bisher als analoger Span
nungswert mit dem Spannungsbereich von 0 bis 10 V ausgelesen.
Ziel der Anpassung ist es, durch die Justage der Anpaßkapazi
täten diese Spannung auf einen möglichst kleinen Wert ein zu
stellen (z. B. U < 1 V), was mit einem Reflexionsfaktor
|r| < 10% gleichbedeutend ist. Das manuelle Anpaßverfahren
läuft hierzu wie folgt ab:
Zuerst erfolgt eine Verstellung des seriellen Kondensators 5 hinsichtlich einer Verringerung des Reflexionsfaktors r auf ein vorläufiges Minimum. Anschließend wird die Kapazität des parallelen Kondensators 6 hinsichtlich der Reduzierung des Reflexionsfaktors r bis zu einem weiteren Minimum verändert. Dieser Prozeß wird itterativ solange wiederholt, bis der ge wünschte Minimalwert des Reflexionsfaktors r erreicht wird. Dieses Vorgehen ist dann besonders schwierig, wenn sich der Reflexionsfaktor r bei der Abstimmung der Kondensatoren 5, 6 nur geringfügig ändert. Ein derartiger Anpaßprozeß dauert mehrere Minuten, was insbesondere für ein lebendes Untersu chungsobjekt unangenehm ist, da sich dieses während dieser Zeit und auch während der eigentlichen Untersuchung möglichst nicht bewegen darf.
Zuerst erfolgt eine Verstellung des seriellen Kondensators 5 hinsichtlich einer Verringerung des Reflexionsfaktors r auf ein vorläufiges Minimum. Anschließend wird die Kapazität des parallelen Kondensators 6 hinsichtlich der Reduzierung des Reflexionsfaktors r bis zu einem weiteren Minimum verändert. Dieser Prozeß wird itterativ solange wiederholt, bis der ge wünschte Minimalwert des Reflexionsfaktors r erreicht wird. Dieses Vorgehen ist dann besonders schwierig, wenn sich der Reflexionsfaktor r bei der Abstimmung der Kondensatoren 5, 6 nur geringfügig ändert. Ein derartiger Anpaßprozeß dauert mehrere Minuten, was insbesondere für ein lebendes Untersu chungsobjekt unangenehm ist, da sich dieses während dieser Zeit und auch während der eigentlichen Untersuchung möglichst nicht bewegen darf.
Aufgabe der Erfindung ist es daher, ein Magnetresonanzgerät
und insbesondere ein Verfahren zur Anpassung einer HF-Antenne
an eine HF-Generator derart auszuführen, daß eine schnelle
und unkomplizierte Anpassung möglich ist.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren nach dem
Patentanspruch 1 und ein Gerät nach dem Gegenstand des Pa
tentanspruches 6 gelöst.
Vorteil der Erfindung ist, daß der mit einem Frequenzband er
mittelte Reflexionsfaktor r des Spulenresonators bzw. der HF-
Antenne als Ortskurve in einem Smith-Diagramm angezeigt wird
und daß eine Verstellung der Anpaßelemente durch eine Verän
derung der Ortskurve angezeigt wird. Es ist somit eine sehr
schnelle manuelle Anpassung des Spulenresonators bzw. der HF-
Antenne an den HF-Generator möglich.
Es ist vorteilhaft, wenn die interessierende Magnetresonanz
frequenz als Mittenfrequenz des Frequenzbandes ausgewählt
wird, wenn mehrere Ortskurven für mehrere Magnetresonanzfre
quenzen gleichzeitig ermittelt und dargestellt werden und
wenn der Reflexionsfaktor r der interessierenden Magnetreso
nanzfrequenz besonders gekennzeichnet wird. Es ist somit eine
Anpassung des Spulenresonators und damit der HF-Antenne an
den HF-Generator für mehrere Frequenzen auf einfache Weise
möglich.
Weitere Vorteile und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich
aus der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispie
les anhand der Zeichnungen in Verbindung mit den Unteransprü
chen.
Es zeigt
Fig. 1 ein Ersatzschaltbild eines Spulenresonators
mit Anpaßnetzwerk und HF-Generator eines Ma
gnetresonanzgerätes,
Fig. 2 Ortskurven einer Spektroskopiespule bei un
terschiedlicher Last,
Fig. 3 Ortskurven der Spektroskopiespule bei verän
derter Kapazität des parallelen Kondensators
und bei konstanter Kapazität des seriellen
Kondensators,
Fig. 4 Ortskurven der Spektroskopiespule bei verän
derter Kapazität des seriellen Kondensators
bei konstanter Kapazität des parallelen Kon
densators,
Fig. 5 ein Magnetresonanzgerät in prinzipieller
Darstellung,
Fig. 6 einen Meßaufnehmer,
Fig. 7 Befehlsdiagramm für den Anpaßprozeß
Fig. 8 ein Anpaßmenü bei aktiver Messung der
Ortskurve für die Protonenfrequenz,
Fig. 9 ein Anpaßmenü bei aktiver Messung der
Ortskurve für Phosphorfrequenz,
Fig. 10 eine Anpaßpulssequenz (vorlaufende Welle) und
Fig. 11 eine Anpaßpulssequenz (rücklaufende Welle).
Damit die maximale Wirkleistung von dem Spulenresonator 7
aufgenommen bzw. ausgesendet werden kann, ist eine Leistungs
anpassung zwischen dem HF-Generator 1 und dem Spulenresonator
7 notwendig. Um diese Leistungsanpassung optimal zu gestal
ten, ist ein Anpaßnetzwerk 4 vorgesehen, so daß der durch ein
Untersuchungsobjekt (Patient) belastete Spulenresonator 7 für
eine vorgegebene Magnetresonanzfrequenz auf den reellen Wi
derstandswert des HF-Generators 1 abgestimmt werden kann. Zur
Dimensionierung derartiger Anpaßnetzwerke 4 wird in der HF-
Technik die Darstellung der Impedanz Z in der Reflexionsfak
torebene (Smith-Diagramm) verwendet. Es handelt sich hierbei
um eine konforme Abbildung der rechten Impedanz-Halbebene,
für die folgende Abbildungsvorschrift gilt:
Die Geraden konstanter Real- bzw. Imaginärteile der komplexen
Impedanz Z werden dabei auf Kreisbögen bzw. Kreise abgebil
det. Im Smith-Diagramm wird also der Wert der normierten Im
pedanz Z dargestellt. Der Betrag und die Phase des Refle
xionsfaktors r können bezüglich des Diagramm-Mittelpunktes
abgelesen werden. Nimmt der Reflexionsfaktor r den Wert Null
an, so wird die gewünschte Impedanz-Anpassung des Spulenreso
nators 7 erhalten. Der Impedanzwert liegt dann im Mittelpunkt
(Anpaßpunkt) des Smith-Diagramms. Da die Impedanz Z in der
Bezugsebene nicht direkt meßbar ist, wird über die Auswertung
der komplexen Spannungswerte der hin- und rücklaufenden Wel
le, die durch die Wellengröße a, b repräsentiert werden, der
Reflexionsfaktor r bestimmt. Die Leitung 3 mit dem Leitungs
wellenwiderstand von 50 Ohm bewirkt lediglich eine Phasenver
schiebung der Impedanz Z bzw. des Reflexionsfaktors r. Der
Betrag des Reflexionsfaktors |r|, der als Maß der Anpassung
betrachtet werden kann, bleibt unverändert. Um das Verhalten
der Anpaßschaltung genau beurteilen zu können, wird die Orts
kurve, d. h. der Verlauf des Impedanzwertes Z bzw. des Refle
xionsfaktors r als Funktion der Frequenz im Smith-Diagramm
als Abbildung dargestellt. Diese Ortskurven sind in der Regel
kreis- bzw. schleifenförmig ausgebildet.
In der Fig. 2 sind beispielsweise Ortskurven eines Spulenreso
nators 7 bei unterschiedlicher Last dargestellt. Die Fre
quenzbreite beträgt hierbei beispielsweise 15 MHz bei einer
Mittenfrequenz von 25,75 MHz. Die größere Anpaßschleife 8 er
gibt sich beispielsweise bei einem gering und die kleinere
Anpaßschleife 9 beispielsweise bei einem stärker belasteten
Spulenresonator 7. Die Kapazitätswerte der Kondensatoren 5
und 6 sind in dieser Darstellung unverändert.
In der Fig. 3 ist die Veränderung bzw. die Verschiebung der
Ortskurve bei Variation der Kapazität des parallelen Konden
sators 6 bei konstanter Kapazität des seriellen Kondensators
5 gezeigt. Es ist erkennbar, daß eine Veränderung der Kapazi
tät des parallelen Kondensators 6 zu einer Verschiebung der
Impedanzwerte entlang der Ortskurve führt. Bei unterschiedli
chen Kapazitätswerten des parallelen Kondensators 6 wird der
gleiche Impedanzwert bei unterschiedlichen Frequenzen er
reicht. Eine Änderung der Kapazität des parallelen Kondensa
tors 6 führt somit zu einer Frequenzverschiebung der Impe
danzkurve im Smith-Diagramm. Eine Vergrößerung der Kapazität
bewirkt eine Verschiebung entgegen und eine Verkleinerung der
Kapazität einer Verschiebung im Uhrzeigersinn.
In der Fig. 4 ist eine Verschiebung der Ortskurve bei Variati
on der Kapazität des seriellen Kondensators 5 bei konstanter
Kapazität des parallelen Kondensators 6 gezeigt. Die Ortskur
ve ist hierbei im Frequenzbereich fres ± Δf mit fres = 25,7 MHz
und Δf = 500 kHz (Span = 1 MHz) dargestellt, wobei fres die
Resonanzfrequenz des Spulenresonators 7 darstellt. Dieser Im
pedanzwert ist in der Fig. 4, durch den mit den Bezugszeichen
10 gekennzeichneten Kreis dargestellt. Eine Änderung der Ka
pazität des seriellen Kondensators 5 führt zu einer Verlage
rung hinsichtlich einer Aufweitung bzw. einer Verengung des
schleifenförmigen Kurvenverlaufs der Ortskurve. Durch Verän
dern der Kapazität des seriellen Kondensators 5 kann der Spu
lenresonator 7 somit hinsichtlich der Impedanz Z und durch
Verändern der Kapazität des parallelen Kondensators 6 auf die
gewünschte Resonanzfrequenz abgestimmt werden.
Die Abstimmung des beispielsweise durch einen Wechsel eines
Patienten verstimmten Spulenresonator 7 kann mit Hilfe der
graphischen Darstellung der Impedanz-Ortskurve im Smith-
Diagramm durch die nachfolgenden Verfahrensschritte vorgenom
men werden:
Die Kapazität des seriellen Kondensators 7 kann nahezu unab
hängig von der momentanen Einstellung so eingestellt werden,
daß die Ortskurve durch den Mittelpunkt des Smith-Diagramms
verläuft. Es wird somit eine Anpassung bei einer Frequenz,
die in der Regel nicht der gewünschten Resonanzfrequenz des
Spulenresonators 7 entspricht, erreicht.
Durch anschließende Veränderung der Kapazität des parallelen
Kondensators 7 wird die Anpassung für die gewünschte Reso
nanzfrequenz erreicht. Bei korrekter Veränderung der Kapazi
tät, d. h. bei einem Drehkondensator in Abhängigkeit von der
korrekten Drehrichtung im oder gegen den Uhrzeigersinn, wird
die Markierung der Resonanzfrequenz in den Anpaßpunkt 11 ge
dreht und somit das System abgestimmt.
Nur für sehr kleine Einstellungen des Reflexionsfaktors
(|r| < 3%) ist eine eventuelle Nachjustierung notwendig.
Durch die Auswertung des Reflexionsfaktors r nach Betrag und
Phase im Smith-Diagramm ist es möglich, den Spulenresonators
7 in nur zwei Schritten anzupassen. Durch die graphische Dar
stellung auf einer Anzeigevorrichtung ist nicht zuletzt eine
Feinabstimmung nahe des Anpaßpunktes 11 möglich. Die Reduzie
rung des Reflexionsfaktores r unter 3% kann ohne Mühe er
reicht werden. Die benötigte Zeit für den Anpaßprozeß mit
Hilfe des Smith-Diagrammes liegt bei ca. 10-20 sek.
In der Fig. 5 ist ein Übersichtsplan einer Rechnerstruktur und
des HF-Systemes eines Magnetresonanzgerätes gezeigt. Hierbei
stellt ein Hauptsteuerrechner 12 zunächst die Verbindung von
Anlagenrechner 13 und den anderen peripheren Hardwarekompo
nenten über ein Ein-/Ausgabe-Interface 14 her. Diese Hardwa
rekomponenten sind im wesentlichen:
- - Eine HF-Kleinsignalsteuerung 15 zur Generierung der HF- Pulssequenzen zur Anregung der Atomkerne,
- - eine Gradientensteuerung 16 zur Generierung der Gradienten sequenzen,
- - eine Magnetresonanz-Signaldatenerfassung 17 zur Aufnahme und Weiterleitung der Magnetresonanz-Signaldaten an einen Bildrechner 18 bzw. an den Hauptsteuerrechner 12,
- - ein HF-Stellgrößenrechner 19, der den Hauptsteuerrechner 12 mit der Hardware (Plasmadisplay, Motoren- und Varactor- Steuerung für die automatisch abstimmbaren Spulen, Pneumo schalter zur Einstellung des HF-Pfades, Patientenliege, Meßaufnehmer, Sende-/Empfangsweiche), in der Meßkabine 20 verbindet. Diese Hardware wird vor der eigentlichen Magnet resonanz-Messung eingestellt, wobei die Datenübertragung zum HF-Stellgrößenrechner 19 und den weiteren Hardwarekom ponenten über Lichtwellenleiter erfolgt, um Störungen, die durch die HF-Signale und durch das Magnetfeld erzeugt wer den, zu vermeiden und
- - ein Systemüberwachungsrechner 21, der die Magnetelektronik der auf das Untersuchungsobjekt eingestrahlten HF-Leistung des Gradienten-/Shimsystems und der Klimaanlage überwacht.
Nach dem Systemstart der Magnetresonanzanlage ist der Haupt
steuerrechner 12 verantwortlich für das Laden und Starten der
Systemsoftware dieser einzelnen Komponenten. Anschließend
übernimmt er die folgenden Funktionen:
- - Überwachung der peripheren Hardware-Komponenten,
- - Steuerung der Bedienoberfläche in der Meßkabine 20 (Plasma display 22), wozu unter anderem auch neben der Patienten liegesteuerung auch die Benutzoberfläche für das manuelle Anpaßverfahren zählen,
- - Anpaßalgorithmen für die automatisch abstimmbaren Spulen,
- - aktive Shimmung,
- - Ermittlung der exakten Resonanzfrequenz und der exakten Amplitude des die Atomkerne anregenden HF-Signals,
- - Laden der Sequenzdaten für die HF-Kleinsignalsteuerung 15, Gradientensteuerung 16 und Magnetresonanz -Signaldatener fassung 17 und
- - Starten des Magnetresonanz-Prozesses.
Da dieser Prozeß sehr zeitkritisch ist, erfolgt die Koordi
nierung auch durch direkte Datenübertragung zwischen diesen
drei Hardwarekomponenten.
Das für den Magnetresonanzprozeß benötigte Anregungssignal
bzw. das für den Abstimmprozeß benötigte Anpaßsignal werden
als eine Folge komplexer Zahlen vom Anlagenrechner 13 bereit
gesellt und über den Hauptsteuerrechner 12 in die HF-Klein
signalsteuerung 15 geladen. Der HF-Kleinsignalsteuerung 15
ist eine Einrichtung zur Erzeugung eines HF-Signales nachge
schaltet. Das HF-Signal wird durch einen Leistungsverstärker
24 verstärkt und über eine Sende-/Empfangsweiche 25 dem Spu
lenresonator 7 zugeführt. Für den Abstimmprozeß ist eine Ver
stärkung des HF-Signales jedoch nicht notwendig, so daß auf
eine Verstärkung verzichtet und das HF-Signal deshalb am Lei
stungsverstärker 24 vorbeigeleitet werden kann. Das von dem
Spulenresonator 7 ausgehende Signal wird über die Sende-/
Empfangsweiche 25 einem Meßwertaufnehmer 26 zugeführt, wo es
von einem Vorverstärker verstärkt und von einem Demodulator
in einen Real- und einen Imaginärteil aufgeteilt wird. Diese
Signale werden über Tiefpaßfilter geführt, die alle Frequenz
jenseits der halben Abtastfrequenz abschneiden, bevor sie von
einem Analog-Digital-Umsetzer in eine rechnerverwertbare Fol
ge von komplexen Zahlen an die Magnetresonanz-Signaldaten
erfassung 17 weitergeleitet werden. Die aktiv schaltbare Sen
de-/Empfangsweiche 25 sorgt dafür, daß während des anregenden
HF-Signales der empfindliche Vorverstärkereingang vor der ho
hen Pulsleistung geschützt wird und im Empfangsmodus dafür,
daß das Magnetresonanzsignal möglichst ungedämpft zum Vorver
stärker gelangt.
Um den Reflexionsfaktor r des angeschlossenen Spulenresona
tors 7 nach Betrag und Phase ermitteln zu können, muß der
komplexe Spannungswert der vorlaufenden Welle (also des un
verstärkten Anpaßsignales selbst) sowie der komplexe Span
nungswert der rücklaufenden Welle (reflektiertes Signal des
Spulenresonators 7) bestimmt werden können. Hierzu wird im
Meßwertaufnehmer 26, wie der Fig. 6 entnehmbar ist, über einen
HF-Multiplexer 28 zwischen zwei Richtkopplern 29, 30 mit un
terschiedlicher Kopplungsrichtung umgeschaltet. Der erste
Richtkoppler 29 koppelt das HF-Anpaßsignal in Richtung eines
Vorverstärkers 31 des Empfangspfades ein. Bei dieser Einstel
lung des Meßwertaufnehmers 26 werden die komplexen Spannungs
werte der vorlaufenden Welle erhalten. Der zweite Richtkopp
ler 30 koppelt das HF-Anpaßsignal in Richtung der Sende-/
Empfangsweiche 25 ein. Ist die Sende-/Empfangsweiche 25 aktiv
auf Empfang eingestellt, so gelangt das Anpaßsignal zu dem
Spulenresonator 7, der dieses Anpaßsignal entsprechend des
Anpassungsgrades mehr oder weniger stark reflektiert. Die
rücklaufende Welle gelangt über die Sende-/Empfangsweiche 25
zum Vorverstärker 31 und kann somit ausgewertet werden. Das
somit erhaltene Ausgangssignal der vor- und rücklaufenden
Welle wird an den Hauptsteuerrechner 12 übertragen, der den
Reflexionsfaktor r, wie eingangs bereits erläutert, berech
net.
Zur Darstellung des Reflexionsfaktors r über einen bestimmten
Frequenzbereich sind folgende Schritte notwendig:
- 1. Einstellen des Meßwertaufnehmers 26 auf die vorlaufende Welle,
- 2. Senden des Anpaßsignales und Bestimmung der komplexen Spannungswerte der vorlaufenden Welle,
- 3. Einstellen des Meßwertaufnehmers 26 auf die rücklaufende Welle,
- 4. Senden des Anpaßsignales und bestimmen der komplexen Spannungswerte der rücklaufenden Welle,
- 5. Berechnen der Reflexionsfaktoren r und
- 6. Senden der Daten an das Plasmadisplay 22.
Das Plasmadisplay 22, das in der Meßkabine 20 im Bereich der
Magnetöffnung oberhalb der Patientenliege angeordnet ist,
bietet dem Bediener eine menügesteuerte Benutzeroberfläche
mit folgenden Funktionen:
- - Steuerung der Patientenliege,
- - Darstellung physiologischer Meßdaten des Patienten (EKG, Puls-/Atemfrequenz),
- - Starten der vor der Magnetresonanzmessung notwendigen Ju stageprozesse (Frequenz- und Amplitudenbestimmung, Shim mung, automatisches Anpassen der Sende-/Empfangsspulen, wo bei hierbei auftretende Fehler als Meldungen auf dem Dis play erscheinen,
- - Benutzeroberfläche für das manuelle Anpassen des Spulenre sonators 7 und
- - Kalibriermenü für die Kalibrierung beispielsweise der Spek troskopiespulen.
Nach dem Aufrufen des Anpaßprozesses in einem entsprechenden
Menü auf dem Plasmadisplay 22 läuft die in der Fig. 7 gezeigte
Befehlsfolge zur Anpassung des Spulenresonators 7 ab. Die
Ortskurve wird hierbei auf dem Plasmadisplay 22, beispiels
weise einmal pro Sekunde, aktualisiert. Ist für die erste Re
sonanzfrequenz, sofern es sich bei dem Spulenresonators 7 um
einen doppeltresonanten Spulenresonator 7 handelt, die Anpas
sung erzielt worden, so kann auf die zweite Resonanzfrequenz
umgeschaltet werden. Der Hauptsteuerrechnung 12, dem dies
mitgeteilt wird, startet dann den Anpaßprozeß für die zweite
Resonanzfrequenz. Sobald der Spulenresonator 7 auch für die
zweite Resonanzfrequenz angepaßt worden ist, kann der Benut
zer über die Exit-Taste in das Hauptmenü zurückkehren und die
gewünschten Messungen vornehmen.
In der Fig. 8 ist ein Anpaßmenü bei aktiver Messung der Orts
kurve für die Protonenfrequenz (erste Resonanzfrequenz) und
in der Fig. 9 für die Phosphorfrequenz (zweite Resonanzfre
quenz) dargestellt.
Während des Anpaßprozesses können beispielsweise, wie sich
aus den Fig. 10 und 11 ergibt, neben der Resonanzfrequenz fr
noch fünf Frequenzen oberhalb und unterhalb von fr ausgewer
tet werden. In der Fig. 10 ist beispielsweise die Anpaßpulsse
quenz der vorlaufenden Welle dargestellt und in der Fig. 11
die Anpaßpulssequenz der rücklaufenden Welle. Die Frequenz
schrittweite Δf ist so zu wählen, daß sich durch lineare In
terpolation der einzelnen Reflexionsfaktorwerte r im Smith-
Diagramm ein gleichmäßiger Kurvenverlauf ergibt. Die Größe
bzw. der Durchmesser der kreisförmigen Ortskurve wird durch
die Güte des Spulenresonators 7 bestimmt. Je größer die Güte,
umso schneller wird die Resonanzschleife mit der Frequenz
durchlaufen, d. h. umso kleiner ist die Frequenzschrittweite
zu wählen. Für die Phosphorfrequenz, beispielsweise einer
Spektroskopiespule wurde ein Δfp = 50 KHz und für das Proto
nensystem, das die kleinere Güte besitzt, ein ΔfH = 100 KHz
gewählt.
Im Rahmen der Erfindung kann auf dem Display nicht nur die
Ortsfrequenz für eine Resonanzfrequenz, sondern auch für zwei
oder mehrere Resonanzfrequenzen im Smith-Diagramm dargestellt
werden.
Claims (7)
1. Verfahren zur Anpassung eines Spulenresonators (7) eines
Magnetresonanzgerätes über ein Anpaßnetzwerk (4) mit Anpaß
elementen (5, 6) an einen HF-Generator (1),
wobei das Magnetresonanzgerät eine Einrichtung (17) zum Ermitteln des Reflexionsfaktors (r) des Spulenresonators (7) und
eine Anzeigevorrichtung (22) für ein Smith-Diagramm aufweist und
wobei die Verfahrensschritte:
wobei das Magnetresonanzgerät eine Einrichtung (17) zum Ermitteln des Reflexionsfaktors (r) des Spulenresonators (7) und
eine Anzeigevorrichtung (22) für ein Smith-Diagramm aufweist und
wobei die Verfahrensschritte:
- a) Ermitteln des Reflexionsfaktors (r) des Spulenresonators (7) über ein Frequenzband,
- b) Anzeigen der aus den Reflexionsfaktoren (r) ermittelten Ortskurve in dem Smith-Diagramm und
- c) Anzeigen der durch das Verändern der Anpaßelemente (5, 6) beeinflußten Ortskurve
ausgeführt werden.
2. Verfahren nach Anspruch 1,
wobei das Frequenzband die interessierende Frequenz als
Mittenfrequenz hat.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2,
wobei der Reflexionsfaktor (r) der interessierenden Frequenz
besonders gekennzeichnet ist.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
wobei die Ortskurven für mehrere Frequenzen ermittelt und
angezeigt werden.
5. Verfahren nach Anspruch 4,
wobei die Ortskurven für mehrere Frequenzen gleichzeitig
ermittelt werden.
6. Magnetresonanzgerät zur Durchführung des Verfahrens nach
einem der Ansprüche 1 bis 5.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE1996131900 DE19631900A1 (de) | 1996-08-07 | 1996-08-07 | Verfahren zur Anpassung eines Spulenresonators eines Magnetresonanzgerätes |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE1996131900 DE19631900A1 (de) | 1996-08-07 | 1996-08-07 | Verfahren zur Anpassung eines Spulenresonators eines Magnetresonanzgerätes |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE19631900A1 true DE19631900A1 (de) | 1998-02-12 |
Family
ID=7802049
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE1996131900 Withdrawn DE19631900A1 (de) | 1996-08-07 | 1996-08-07 | Verfahren zur Anpassung eines Spulenresonators eines Magnetresonanzgerätes |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE19631900A1 (de) |
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- 1996-08-07 DE DE1996131900 patent/DE19631900A1/de not_active Withdrawn
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