DE202017004947U1 - Scalable Broadband Switching Matrix for Magnetic Resonance Imaging and Magnetic Resonance Imaging and Local Coil therefor - Google Patents

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Abstract

Lokalspule für einen Magnetresonanztomographen (1), wobei die Lokalspule (50) eine Antennenspule (51) und eine Verstimmeinrichtung (40) aufweist, wobei die Verstimmeinrichtung (40) einen Steuereingang aufweist und ausgelegt ist, in Abhängigkeit von einem ersten Steuersignal an dem Steuereingang die Antennenspule (51) zu verstimmen, wobei die Verstimmeinrichtung ausgelegt ist, die für das Verstimmen erforderliche Energie im Wesentlichen von einer Energiequelle ungleich dem Steuereingang zu empfangen.A local coil for a magnetic resonance tomograph (1), wherein the local coil (50) has an antenna coil (51) and a detuning device (40), wherein the detuning device (40) has a control input and is designed in response to a first control signal at the control input Antenna coil (51) to detune, wherein the detuning is designed to receive the energy required for detuning substantially from a source of energy other than the control input.

Description

Die Erfindung betrifft eine skalierbare Breitbandschaltmatrix zum Schalten von Magnetresonanzsignalen von Lokalspulen zu Empfängereingängen in einem Magnetresonanztomographen sowie eine Lokalspule zur Verwendung mit der Breitbandschaltmatrix und einen Magnetresonanztomographen mit einer entsprechenden Breitbandschaltmatrix.The invention relates to a scalable broadband switching matrix for switching magnetic resonance signals from local coils to receiver inputs in a magnetic resonance tomograph as well as a local coil for use with the broadband switching matrix and a magnetic resonance tomograph with a corresponding broadband switching matrix.

Magnetresonanztomographen sind bildgebende Vorrichtungen, die zur Abbildung eines Untersuchungsobjektes Kernspins des Untersuchungsobjektes mit einem starken äußeren Magnetfeld ausrichten und durch ein magnetisches Wechselfeld zur Präzession um diese Ausrichtung anregen. Die Präzession bzw. Rückkehr der Spins aus diesem angeregten in einen Zustand mit geringerer Energie wiederum erzeugt als Antwort ein magnetisches Wechselfeld, das über Antennen empfangen wird.Magnetic resonance tomographs are imaging devices which, in order to image an examination subject, align nuclear spins of the examination subject with a strong external magnetic field and excite them by means of an alternating magnetic field for precession. The precession or return of the spins from this excited to a lower energy state, in turn, generates an alternating magnetic field which is received via antennas.

Mit Hilfe von magnetischen Gradientenfeldern wird den Signalen eine Ortskodierung aufgeprägt, die nachfolgend eine Zuordnung von dem empfangenen Signal zu einem Volumenelement ermöglicht. Das empfangene Signal wird dann ausgewertet und eine dreidimensionale bildgebende Darstellung des Untersuchungsobjektes bereitgestellt. Zum Empfang des Signals werden vorzugsweise lokale Empfangsantennen, sogenannte Lokalspulen verwendet, die zur Erzielung eines besseren Signal-Rauschabstandes unmittelbar am Untersuchungsobjekt angeordnet werden. Die Empfangsantennen können auch in einer Patientenliege verbaut sein.With the aid of magnetic gradient fields, a spatial coding is impressed on the signals, which subsequently enables an assignment of the received signal to a volume element. The received signal is then evaluated and a three-dimensional imaging of the examination subject is provided. To receive the signal preferably local receive antennas, so-called local coils are used, which are arranged to achieve a better signal-to-noise ratio directly to the examination object. The receiving antennas can also be installed in a patient bed.

Lokalspulen sind häufig als Matrix mit einer Vielzahl von Antennenspulen aufgebaut. Dies ermöglicht es beispielsweise, in nichtüberlappenden Sensitvitätsbereichen unterschiedlicher Spulen gleichzeitig Magnetresonanzsignale zu erfassen und damit die Bildgebung zu beschleunigen. Die maximale Anzahl der gleichzeitig erfassbaren Kanäle ist jedoch auf die Antennenspulen begrenz, die gleichzeitig in dem homogenen B0-Feld des Aufnahmebereichs sind. Bei einer Spine-Spule für Aufnahmen der Wirbelsäule und des Torso sind dabei immer etliche Antennenspulen nicht in dem Aufnahmebereich und liefern keine verwertbaren Signale. Die Anzahl der Empfänger ist also kleiner als die Anzahl der Antennenspulen, wobei es möglich sein muss, zu bestimmten Zeitpunkten jede Antennenspule zumindest mit einem Empfänger zu koppeln. Dafür werden Schaltmatrizen verwendet, die entsprechend M Anschlüsse für die Lokalspulen mit N Empfängern elektrisch verbinden können.Local coils are often constructed as a matrix with a plurality of antenna coils. This makes it possible, for example, to simultaneously detect magnetic resonance signals in non-overlapping sensitivity regions of different coils and thus to accelerate the imaging. However, the maximum number of simultaneously detectable channels is limited to the antenna coils that are simultaneously in the homogeneous B0 field of the recording area. With a spine coil for taking pictures of the spinal column and the torso, there are always several antenna coils not in the receiving area and do not provide usable signals. The number of receivers is thus smaller than the number of antenna coils, whereby it must be possible to couple each antenna coil to at least one receiver at certain points in time. For this purpose, switching matrices are used, which can correspondingly connect M connections for the local coils with N receivers.

Aus den Druckschriften DE 10 2013 218226 A1 und DE 10 2014 202862 A1 sind entsprechende Schaltmatrizen bekannt.From the pamphlets DE 10 2013 218226 A1 and DE 10 2014 202862 A1 are corresponding switching matrices known.

Die einzelnen Antennenspulen sind für eine maximale Empfindlichkeit und einen maximalen Signal-zu-Rauschabstand (SNR) resonant auf die Larmor-Frequenz der Magnetresonanzsignale abgestimmt. Die Anregungspulse mit mehreren Kilowatt Leistung werden aber auf der gleichen Frequenz ausgesendet, sodass die Antennenspulen in dieser Zeit geschützt werden müssen. Gleichzeitig muss verhindert werden, dass Spannungen oder Ströme in den Antennenspulen dabei den Patienten direkt oder durch Wärmewirkung gefährden. Die Antennenspulen werden dabei üblicherweise durch eine steuerbare Kapazität, beispielsweise in Form von PIN-Dioden, verstimmt und/oder gedämpft.The individual antenna coils are resonantly tuned to the Larmor frequency of the magnetic resonance signals for maximum sensitivity and signal-to-noise ratio (SNR). The excitation pulses with several kilowatts of power are transmitted at the same frequency, so that the antenna coils must be protected during this time. At the same time, it must be prevented that voltages or currents in the antenna coils endanger the patient directly or as a result of heat. The antenna coils are usually detuned and / or damped by a controllable capacitance, for example in the form of PIN diodes.

Die dazu erforderlichen Steuersignale werden wegen hoher Spannung bzw. Ströme in eigenen Einheiten erzeugt und direkt an die Lokalspulen weitergegeben. Für eine entsprechende Lokalspule mit einer Antennenspulenmatrix sind entsprechend viele Schalter und Kabel zu der Antennenspule erforderlich, um diese auch einzeln verstimmen zu können.The required control signals are generated because of high voltage or currents in their own units and passed directly to the local coils. For a corresponding local coil with an antenna coil matrix correspondingly many switches and cables to the antenna coil are required in order to detune them individually.

Es könnte daher eine Aufgabe der Erfindung sein, einen kostengünstigeren Magnetresonanztomographen mit entsprechender Lokalspule bereitzustellen.It could therefore be an object of the invention to provide a less expensive magnetic resonance tomograph with a corresponding local coil.

Die Aufgabe wird durch eine erfindungsgemäße Lokalspule nach Anspruch 1, eine erfindungsgemäße Breitbandschaltmatrix nach Anspruch 7 und einen erfindungsgemäßen Magnetresonanztomographen nach Anspruch 9 gelöst.The object is achieved by a local coil according to the invention as claimed in claim 1, a broadband switching matrix according to the invention as claimed in claim 7 and a magnetic resonance tomograph according to the invention.

Dier erfindungsgemäße Lokalspule für einen Magnetresonanztomographen weist eine Antennenspule und eine Verstimmeinrichtung auf. Die Verstimmeinrichtung weist einen Steuereingang auf und ist ausgelegt, in Abhängigkeit von einem ersten Steuersignal an dem Steuereingang die Antennenspule zu verstimmen. Als Verstimmen im Sinn der Erfindung wird eine Veränderung elektrischer Eigenschaften der Antennenspule angesehen, die dazu führt, dass im Fall, dass sich die Antennenspule während eines Anregungspulses des Magnetresonanztomographen im Aufnahmebereich befindet, Spannungen und Ströme auf ein für einen Patienten ungefährliches Maß begrenzt werden. Die entsprechenden Werte für maximale Spannungen und strombedingte Erwärmung sind den relevanten Regularien zu entnehmen. Dieser Effekt kann insbesondere durch eine Veränderung der Resonanzfrequenz oder auch ein Bedämpfen der Antennenspule erreicht werden.The inventive local coil for a magnetic resonance tomograph has an antenna coil and a detuning device. The detuning device has a control input and is designed to detune the antenna coil in response to a first control signal at the control input. As detuning in the sense of the invention, a change in electrical properties of the antenna coil is considered, which means that in the case where the antenna coil is in the recording area during an excitation pulse of the magnetic resonance tomograph, voltages and currents are limited to a level that is harmless for a patient. The corresponding values for maximum voltages and current-related heating can be found in the relevant regulations. This effect can be achieved in particular by changing the resonant frequency or by damping the antenna coil.

Dabei ist die Verstimmeinrichtung ausgelegt, die für das Verstimmen erforderliche Energie im Wesentlichen von einer Energiequelle ungleich dem Steuereingang zu empfangen. Dabei ist von einer Energiequelle im Wesentlichen ungleich dem Steuereingang so zu verstehen, dass die von dem Verstimmelement zum Verstimmen erforderliche Energie zu mehr als der Hälfte, zu mehr als 80%, 90% oder 95% aus einer anderen Energiequelle stammt. Beispielsweise ist es denkbar, dass die Energie zum Verstimmen von einem für mehrere Antennenspulen und Verstimmeinrichtungen gemeinsamen Energiespeicher oder Energiezufuhr bereitgestellt wird. Es können dabei in der Verstimmeinrichtung beispielsweise Schaltelemente vorgesehen sein, die mit einer geringen über den Steuereingang zugeführten Energiemenge einen Energiefluss aus dem Energiespeicher oder der Energiezufuhr zu der Verstimmeinrichtung und damit das Verstimmen bewirken. Weitere mögliche Ausführungsformen sind in den Unteransprüchen ausgeführt.In this case, the detuning device is designed to receive the energy required for detuning substantially from a source of energy different from the control input. In this case, it is to be understood that an energy source is essentially unequal to the control input such that the one of the Detuning energy required to detune more than half, more than 80%, 90% or 95% from another energy source. For example, it is conceivable that the energy for detuning is provided by an energy store or energy supply common to a plurality of antenna coils and detuning devices. For example, switching elements may be provided in the detuning device which, with a small amount of energy supplied via the control input, bring about an energy flow from the energy store or the energy supply to the detuning device and thus the detuning. Further possible embodiments are set forth in the subclaims.

Wenn dem Steuereingang nur ein geringer Anteil der zum Verstimmen erforderlichen Energie bereitgestellt werden muss, ist es auf vorteilhafte Weise auch denkbar, die Steuersignale mit geringen Stromstärken und/oder Spannungen zu übertragen. Dies ermöglicht es, die Steuersignale beispielsweise über eine Breitbandschaltmatrix für Kleinsignale und damit über die vorhandene Breitbandschaltmatrix für Magnetresonanzsignale zu leiten.If the control input only a small proportion of the energy required for detuning must be provided, it is also possible in an advantageous manner to transmit the control signals with low currents and / or voltages. This makes it possible to route the control signals for example via a broadband switching matrix for small signals and thus over the existing broadband switching matrix for magnetic resonance signals.

Die erfindungsgemäße Breitbandschaltmatrix weist N erste Matrixanschlüsse, M zweite Matrixanschlüsse, wobei N größer als M ist, und einen Matrixsteueranschluss auf. Die Breitbandschaltmatrix ist ausgelegt, eine lösbare Signalverbindung zwischen einem ersten Matrixanschluss und einem zweiten Matrixanschluss in Abhängigkeit von einem über den Matrixsteuereingang empfangenes Steuersignal herzustellen. Die lösbare Signalverbindung ist ausgelegt, ein Magnetresonanzsignal von einem ersten Matrixanschluss zu einem zweiten Matrixanschluss zu übertragen. Dies bedeutet insbesondere, dass die Signalverbindung für den Frequenzbereich des Magnetresonanzsignals eine Dämpfung kleiner als 3 dB, 6 dB, 12 dB oder 18 dB aufweist. Vorzugsweise ist ein Übersprechen zwischen einzelnen Signalverbindungen kleiner als –20 dB, –40 dB oder –60 dB. Die Signalverbindung verschlechtert den Signal-zu-Rauschabstand für ein übertragenes Magnetresonanzsignal um höchstens 1 dB, 3 dB, 6 dB oder 12 dB. Vorzugsweise handelt es sich bei dem Magnetresonanzsignal um ein analoges Magnetresonanzsignal, dass noch nicht durch einen Analog-Digital-Wandler digitalisiert wurde.The broadband switching matrix according to the invention has N first matrix connections, M second matrix connections, where N is greater than M, and a matrix control connection. The broadband switch matrix is configured to establish a detachable signal connection between a first matrix connection and a second matrix connection in dependence on a control signal received via the matrix control input. The detachable signal connection is designed to transmit a magnetic resonance signal from a first matrix connection to a second matrix connection. This means in particular that the signal connection for the frequency range of the magnetic resonance signal has an attenuation of less than 3 dB, 6 dB, 12 dB or 18 dB. Preferably, crosstalk between individual signal connections is less than -20 dB, -40 dB or -60 dB. The signal connection degrades the signal-to-noise ratio for a transmitted magnetic resonance signal by at most 1 dB, 3 dB, 6 dB or 12 dB. Preferably, the magnetic resonance signal is an analog magnetic resonance signal that has not yet been digitized by an analog-to-digital converter.

Die Signalverbindung ist weiterhin ausgelegt, ein erstes Steuersignal für einen Steuereingang einer Verstimmeinrichtung einer erfindungsgemäßen Lokalspule von dem zweiten Matrixanschluss zu dem ersten Matrixanschluss zu übertragen. Insbesondere ist auch hier die Dämpfung kleiner als 3 dB, 6 dB oder 12 dB und die Breitbandschaltmatrix ist ausgelegt, Pegel und Ströme des Steuersignals ohne Beschädigung oder Degradation zu übertragen. Ströme für ein Steuersignal betragen beispielsweise bis zu 1 mA, 2 mA, 5 mA oder 10 mA und Spannungen bis zu 1 V, 3 V, 5 V oder 10 V.The signal connection is furthermore designed to transmit a first control signal for a control input of a detuning device of a local coil according to the invention from the second matrix connection to the first matrix connection. In particular, the attenuation is also less than 3 dB, 6 dB or 12 dB, and the broadband switching matrix is designed to transmit levels and currents of the control signal without damage or degradation. Currents for a control signal are for example up to 1 mA, 2 mA, 5 mA or 10 mA and voltages up to 1 V, 3 V, 5 V or 10 V.

Auf vorteilhafte Weise erlaubt es die erfindungsgemäße Breitbandschaltmatrix, gleichzeitig Magnetresonanzsignale von einer Lokalspule zu einem Empfänger und umgekehrt Steuersignale für die Verstimmeinrichtung der Lokalspule hin zu dieser zu übertragen. Damit ist es nur noch erforderlich für M statt für N Lokalspulen Steuersignale für die Verstimmeinrichtung bereitzustellen. Auf vorteilhafte Weise können so N minus M Signalgeneratoren eingespart werden.Advantageously, the broadband switching matrix according to the invention allows simultaneous transmission of magnetic resonance signals from a local coil to a receiver and, conversely, control signals for the detuning device of the local coil. Thus, it is only necessary for M instead of N local coils to provide control signals for the detuning. Advantageously, N minus M signal generators can thus be saved.

Der erfindungsgemäße Magnetresonanztomograph weist eine erfindungsgemäße Lokalspule und eine erfindungsgemäße Breitbandschaltmatrix auf.The magnetic resonance tomograph according to the invention has a local coil according to the invention and a broadband switching matrix according to the invention.

Der erfindungsgemäße Magnetresonanztomograph kann mit lediglich M Signalgeneratoren für die Verstimmeinrichtung alle genutzten Verstimmeinrichtungen der maximal M von insgesamt N Antennenspulen aktivieren und so einfacher und kostengünstiger bereitgestellt werden.The magnetic resonance tomograph according to the invention can be used with only M signal generators for the detuning all activated detuning the maximum M of a total of N antenna coils activate and are thus provided easier and cheaper.

Weitere vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.Further advantageous embodiments of the invention are specified in the subclaims.

In einer denkbaren Ausführungsform der erfindungsgemäßen Lokalspule ist die Lokalspule ausgelegt, die für das Verstimmen erforderliche Energie im Wesentlichen von einer Energiequelle ungleich dem Steuereingang zu empfangen. Beispielsweise kann durch eine Gleichrichtung des durch die Antennenspule empfangenen Anregungspulses ein Gleichstrom zur Versorgung der Verstimmeinrichtung gewonnen werden. Dabei ist es denkbar, dass die Verstimmeinrichtung die Antennenspule so weit verstimmt, dass die aus der Antennenspule gewonnene Spannung sinkt und sich so mit abnehmender Spannung ein Gleichgewicht mit der wieder abnehmenden Verstimm-Wirkung einstellt.In a conceivable embodiment of the local coil according to the invention, the local coil is designed to receive the energy required for detuning substantially from a source of energy different from the control input. For example, by rectifying the excitation pulse received by the antenna coil, a direct current for supplying the detuning device can be obtained. It is conceivable that the detuning detuned the antenna coil so far that the voltage obtained from the antenna coil voltage decreases and thus adjusts a balance with the decreasing detuning effect with decreasing voltage.

Auf vorteilhafte Weise erfordert eine Energieversorgung mittels der Antennenspule und dem Anregungspuls keine zusätzlichen Leitungen für die Verstimmung. Ein selbstregulierendes Gleichgewicht kann dabei die Energieentnahme aus dem Hochfrequenzwechselfeld auf ein notwendiges Minimum beschränken.Advantageously, a power supply by means of the antenna coil and the excitation pulse requires no additional lines for the detuning. A self-regulating equilibrium can limit the energy extraction from the high-frequency alternating field to a necessary minimum.

In einer möglichen Ausführungsform der erfindungsgemäßen Lokalspule ist die Verstimmeinrichtung ausgelegt, in Abhängigkeit von einem Wechselstromsignal an dem Steuereingang ein Verstimmen der Antennenspule auszulösen. Es kann sich bei dem Wechselstromsignal um eine Trägerfrequenz handeln, im einfachsten Fall sogar um eine unmoduliert.In one possible embodiment of the local coil according to the invention, the detuning device is designed to trigger a detuning of the antenna coil as a function of an alternating current signal at the control input. It may be at the AC signal to a carrier frequency act, in the simplest case even an unmodulated.

Auf vorteilhafte Weise können Wechselstromsignale anhand ihrer Frequenz getrennt werden. Darüber hinaus sind Magnetresonanzsignale hochfrequente Wechselstromsignale, sodass es mit geringeren Änderungen möglich ist, eine Breitbandschaltmatrix für beide Signalarten gemeinsam bereitzustellen.Advantageously, AC signals can be separated based on their frequency. In addition, magnetic resonance signals are high-frequency AC signals, so that it is possible to provide a broadband switching matrix for both types of signals with less change.

In einer denkbaren Ausführungsform der erfindungsgemäßen Lokalspule weist die Lokalspule einen Diplexer auf. Als Diplexer im Sinne der Erfindung wird eine Einrichtung angesehen, die es ermöglicht, das Steuersignal und ein Magnetresonanzsignal für eine Übertragung auf einer gemeinsamen Signalleitung zu vereinen bzw. auch wieder zur weiteren Verarbeitung zu trennen. Ein beispielhafter Diplexer kann beispielsweise die Trennung anhand unterschiedlicher Frequenzbereiche oder auch Ausbreitungsrichtung von Magnetresonanzsignal und Steuersignal ausführen. Der Diplexer weist einen ersten Signalanschluss, einen zweiten Signalanschluss und einen dritten Signalanschluss auf. Dabei sind der erste Signalanschluss mit dem Steuereingang in Signalverbindung, der zweite Signalanschluss mit der Antennenspule zum Empfang eines Magnetresonanzsignals und der dritte Signalanschluss mit einem Lokalspulenanschluss zum Anschluss an den Magnetresonanztomographen. Denkbar ist es dabei, dass noch zusätzliche Signalverarbeitungseinheiten dazwischen geschaltet sind, beispielsweise ein Vorverstärker, AD-Wandler oder Frequenzumsetzer zwischen Antennenspule und Diplexer. Der Diplexer ist ausgelegt, ein am dritten Signalanschluss eingehendes erstes Steuersignal bevorzugt am ersten Signalanschluss auszugeben und ein am zweiten Signalanschluss eingehendes Magnetresonanzsignal über den dritten Signalanschluss auszugeben. Bevorzugt heißt dabei im Sinne der Erfindung, dass die Dämpfung zwischen dem bevorzugten Signalanschluss und dem anderen, nicht bevorzugten Signalanschluss mindestens 6 dB, 12 dB, 18 dB 30 dB oder mehr beträgt. Dabei ist beispielsweise für das Steuersignal der erste Signalanschluss der bevorzugte Signalanschluss und der zweite Signalanschluss der nicht bevorzugte Signalanschluss.In a conceivable embodiment of the local coil according to the invention, the local coil has a diplexer. As a diplexer according to the invention, a device is considered which makes it possible to combine the control signal and a magnetic resonance signal for transmission on a common signal line or to separate it again for further processing. An exemplary diplexer can perform, for example, the separation based on different frequency ranges or propagation direction of magnetic resonance signal and control signal. The diplexer has a first signal terminal, a second signal terminal and a third signal terminal. In this case, the first signal terminal with the control input in signal connection, the second signal terminal with the antenna coil for receiving a magnetic resonance signal and the third signal terminal with a local coil terminal for connection to the magnetic resonance tomograph. It is conceivable that additional signal processing units are connected in between, for example a preamplifier, AD converter or frequency converter between antenna coil and diplexer. The diplexer is designed to output a first control signal arriving at the third signal terminal, preferably at the first signal terminal, and to output a magnetic resonance signal arriving at the second signal terminal via the third signal terminal. For the purposes of the invention, preference is hereby given for the attenuation between the preferred signal terminal and the other, non-preferred signal terminal to be at least 6 dB, 12 dB, 18 dB 30 dB or more. For example, for the control signal, the first signal terminal is the preferred signal terminal and the second signal terminal is the non-preferred signal terminal.

Der Diplexer bietet auf vorteilhafte Weise eine einfache Möglichkeit, die unterschiedlichen Signale für einen Transport über die Breitbandschaltmatrix zu vereinen und danach auch wieder zu trennen.The diplexer advantageously offers a simple possibility of uniting the different signals for transport via the broadband switching matrix and subsequently separating them again.

In einer möglichen Ausführungsform der erfindungsgemäßen Lokalspule weist der Diplexer einen vierten Signalanschluss auf. Der Diplexer ist dabei ausgelegt, ein über den dritten Signalanschluss eingehendes zweites Steuersignal bevorzugt an dem vierten Signalanschluss auszugeben. Bevorzugt ist dabei wie bereits beschrieben auszulegen. Das zweite Steuersignal kann sich dabei beispielsweise durch einen unterschiedlichen, disjunkten Frequenzbereich von dem ersten Steuersignal und dem Magnetresonanzsignal unterscheiden.In one possible embodiment of the local coil according to the invention, the diplexer has a fourth signal connection. The diplexer is designed to output a second control signal arriving via the third signal connection, preferably at the fourth signal connection. It is preferable to interpret as already described. The second control signal may differ from the first control signal and the magnetic resonance signal, for example, by a different, disjoint frequency range.

Auf vorteilhafte Weise können auch weitere Steuersignale gleichzeitig übertragen und mit dem Diplexer wieder getrennt werden.Advantageously, further control signals can be transmitted simultaneously and separated again with the diplexer.

In einer denkbaren Ausführungsform der erfindungsgemäßen Lokalspule ist die Verstimmeinrichtung ausgelegt, die Antennenspule ohne ein erstes Steuersignal an dem Lokalspulenanschluss zu verstimmen. Als Verstimmen ist es dabei anzusehen, wenn die Resonanzfrequenz der Antennenspule im verstimmten Zustand ungleich der Larmorfrequenz eines mit der Lokalspule zu detektierenden Magnetresonanzsignals ist, also beispielsweise um 1%, 2%, 5%, 10%, 20% oder mehr abweicht. Als Larmorfrequenz kann beispielsweise die Frequenz des Wasserstoffkerns bei 1,5 T oder 3 T angesehen werden. Dabei ist die Antennenspule insbesondere so weit verstimmt, dass bei einem Anregungspuls des Magnetresonanztomographen die Lokalspule in einem Patiententunnel des Magnetresonanztomographen keine Gefahr für einen Patienten darstellt, d. h. insbesondere dass die Spannung und die Ströme in der Antennenspule weder durch elektrische noch durch Wärmewirkung eine Gefahr für den Patienten gemäß der Sicherheitsrichtlinien darstellen, noch eine Elektronik der Lokalspule beschädigen.In a conceivable embodiment of the local coil according to the invention, the detuning device is designed to detune the antenna coil without a first control signal at the local coil connection. When detuning, it is to be regarded as if the resonant frequency of the antenna coil in the detuned state is not equal to the Larmor frequency of a magnetic resonance signal to be detected with the local coil, ie deviates, for example, by 1%, 2%, 5%, 10%, 20% or more. As a Larmor frequency, for example, the frequency of the hydrogen nucleus at 1.5 T or 3 T are considered. In particular, the antenna coil is detuned to such an extent that, in the case of an excitation pulse of the magnetic resonance tomograph, the local coil in a patient tunnel of the magnetic resonance tomograph does not present a danger to a patient, d. H. in particular, that the voltage and the currents in the antenna coil neither pose a danger to the patient according to the safety guidelines, neither by electrical nor by heat effect, nor damage any electronics of the local coil.

Auf vorteilhafte Weise kann eine derartige erfindungsgemäße Lokalspule auch im Aufnahmebereich durch die Breitbandschaltmatrix von einem Signalgenerator für das erste Steuersignal getrennt werden, ohne dass Patient oder Lokalspule gefährdet sind. Es ist kein aktives Verstimmen nötig, passive Maßnahmen in der Lokalspule ersetzen ein aktives Verstimmen durch ein externes Steuersignal.Advantageously, such a local coil according to the invention can also be separated in the receiving area by the broadband switching matrix from a signal generator for the first control signal, without the patient or local coil being endangered. No active detuning is necessary, passive measures in the local coil replace an active detuning by an external control signal.

In einer möglichen Ausführungsform der erfindungsgemäßen Breitbandschaltmatrix ist die Breitbandschaltmatrix ausgelegt, ein Wechselstromsignal als erstes Steuersignal zu übertragen. Insbesondere ist ein Frequenzbereich des ersten Steuersignals ungleich einem Frequenzbereich des Magnetresonanzsignals, beispielsweise zwischen 1 kHz und 1 MHz. Vorzugsweise handelt es sich bei dem ersten Steuersignal um eine Kleinsignal, mit einer maximalen Amplitude kleiner als 10 V, 5 V, 2 V oder 1 V und einer maximalen Stromstärke kleiner als 20 mA, 10 mA, 5 mA. 2 mA oder 1 mA.In one possible embodiment of the broadband switching matrix according to the invention, the broadband switching matrix is designed to transmit an AC signal as the first control signal. In particular, a frequency range of the first control signal is not equal to a frequency range of the magnetic resonance signal, for example between 1 kHz and 1 MHz. Preferably, the first control signal is a small signal having a maximum amplitude of less than 10V, 5V, 2V or 1V and a maximum current of less than 20mA, 10mA, 5mA. 2mA or 1mA.

Auf vorteilhafte Weise können Wechselstromsignale anhand ihrer Frequenz getrennt werden. Eine Breitbandschaltmatrix für Wechselstromsignale, insbesondere für Kleinsignale mit unterschiedlichem Frequenzbereich lässt sich mit geringem zusätzlichen Aufwand realisieren und ermöglicht das gleichzeitige Schalten und Übertragen von Magnetresonanzsignal und Steuersignal mittels der Breitbandschaltmatrix.Advantageously, AC signals can be separated based on their frequency. A broadband switching matrix for AC signals, especially for small signals with different frequency range can be with little realize additional effort and allows the simultaneous switching and transmission of magnetic resonance signal and control signal by means of the broadband switching matrix.

Der erfindungsgemäße Magnetresonanztomograph teilt die Vorteile der erfindungsgemäßen Lokalspule und Breitbandschaltmatrix.The magnetic resonance tomograph according to the invention shares the advantages of the inventive local coil and broadband switching matrix.

Die oben beschriebenen Eigenschaften, Merkmale und Vorteile dieser Erfindung sowie die Art und Weise, wie diese erreicht werden, werden klarer und deutlicher verständlich im Zusammenhang mit der folgenden Beschreibung der Ausführungsbeispiele, die im Zusammenhang mit den Zeichnungen näher erläutert werden.The above-described characteristics, features, and advantages of this invention, as well as the manner in which they will be achieved, will become clearer and more clearly understood in connection with the following description of the embodiments, which will be described in detail in conjunction with the drawings.

Es zeigen:Show it:

1 eine schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen Systems aus Magnetresonanztomograph, Empfangsantenne und Anschlussleitung. 1 a schematic representation of a system according to the invention of magnetic resonance tomograph, receiving antenna and connecting cable.

2 eine schematische Darstellung einer Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Lokalspule; 2 a schematic representation of an embodiment of a local coil according to the invention;

3 eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Verstimmeinrichtung; 3 a schematic representation of a detuning device according to the invention;

4 eine Steuereinheit eines erfindungsgemäßen Magnetresonanztomographen. 4 a control unit of a magnetic resonance tomograph according to the invention.

1 zeigt eine schematische Darstellung einer Ausführungsform eines Magnetresonanztomographen 1 mit einer erfindungsgemäßen Lokalspule 50. 1 shows a schematic representation of an embodiment of a magnetic resonance tomograph 1 with a local coil according to the invention 50 ,

Die Magneteinheit 10 weist einen Feldmagneten 11 auf, der ein statisches Magnetfeld B0 zur Ausrichtung von Kernspins von Proben bzw. des Patienten 100 in einem Aufnahmebereich erzeugt. Der Aufnahmebereich zeichnet sich durch ein äußerst homogenes statisches Magnetfeld B0 aus, wobei die Homogenität insbesondere die Magnetfeldstärke bzw. den Betrag betrifft. Der Aufnahmebereich ist nahezu kugelförmig und in einem Patiententunnel 16 angeordnet, der sich in einer Längsrichtung 2 durch die Magneteinheit 10 erstreckt. Eine Patientenliege 30 ist in dem Patiententunnel 16 von der Verfahreinheit 36 bewegbar. Üblicherweise handelt es sich bei dem Feldmagneten 11 um einen supraleitenden Magneten, der magnetische Felder mit einer magnetischen Flussdichte von bis zu 3 T, bei neuesten Geräten sogar darüber, bereitstellen kann. Für geringere Feldstärken können jedoch auch Permanentmagnete oder Elektromagnete mit normalleitenden Spulen Verwendung finden.The magnet unit 10 has a field magnet 11 a static magnetic field B0 for aligning nuclear spins of samples or the patient 100 generated in a recording area. The recording area is characterized by an extremely homogeneous static magnetic field B0, wherein the homogeneity relates in particular to the magnetic field strength or the magnitude. The receiving area is almost spherical and in a patient tunnel 16 arranged in a longitudinal direction 2 through the magnet unit 10 extends. A patient bed 30 is in the patient tunnel 16 from the track unit 36 movable. Usually, it is the field magnet 11 a superconducting magnet that can provide magnetic fields with a magnetic flux density of up to 3 T, even more with the latest devices. For lower field strengths, however, it is also possible to use permanent magnets or electromagnets with normally conducting coils.

Weiterhin weist die Magneteinheit 10 Gradientenspulen 12 auf, die dazu ausgelegt sind, zur räumlichen Differenzierung der erfassten Abbildungsbereiche in dem Untersuchungsvolumen dem Magnetfeld B0 variable Magnetfelder in drei Raumrichtungen zu überlagern. Die Gradientenspulen 12 sind üblicherweise Spulen aus normalleitenden Drähten, die zueinander orthogonale Felder in dem Untersuchungsvolumen erzeugen können.Furthermore, the magnet unit 10 gradient coils 12 auf, which are adapted to superimpose the magnetic field B0 variable magnetic fields in three spatial directions for the spatial differentiation of the detected imaging areas in the examination volume. The gradient coils 12 are usually coils of normal conducting wires that can generate mutually orthogonal fields in the examination volume.

Die Magneteinheit 10 weist ebenfalls eine Körperspule 14 auf, die dazu ausgelegt ist, ein über eine Signalleitung zugeführtes Hochfrequenzsignal in das Untersuchungsvolumen abzustrahlen und von dem Patient 100 emittierte Resonanzsignale zu empfangen und über eine Signalleitung abzugeben.The magnet unit 10 also has a body coil 14 configured to radiate a high frequency signal supplied via a signal line into the examination volume and from the patient 100 to receive emitted resonance signals and output via a signal line.

Eine Steuereinheit 20 versorgt die Magneteinheit 10 mit den verschiedenen Signalen für die Gradientenspulen 12 und die Körperspule 14 und wertet die empfangenen Signale aus.A control unit 20 supplies the magnet unit 10 with the various signals for the gradient coils 12 and the body coil 14 and evaluates the received signals.

So weist die Steuereinheit 20 eine Gradientenansteuerung 21 auf, die dazu ausgelegt ist, die Gradientenspulen 12 über Zuleitungen mit variablen Strömen zu versorgen, welche zeitlich koordiniert die erwünschten Gradientenfelder in dem Untersuchungsvolumen bereitstellen.This is how the control unit points 20 a gradient control 21 which is designed to be the gradient coils 12 To supply over supply lines with variable currents, which provide time coordinated the desired gradient fields in the examination volume.

Weiterhin weist die Steuereinheit 20 eine Hochfrequenzeinheit 22 auf, die ausgelegt ist, einen Hochfrequenz-Puls mit einem vorgegebenen zeitlichen Verlauf, Amplitude und spektraler Leistungsverteilung zur Anregung einer Magnetresonanz der Kernspins in dem Patienten 100 zu erzeugen. Dabei können Pulsleistungen im Bereich von Kilowatt erreicht werden. Die Anregungspulse können über die Körperspule 14 oder auch über eine lokale Sendeantenne in den Patienten 100 abgestrahlt werden.Furthermore, the control unit 20 a radio frequency unit 22 which is adapted to a high-frequency pulse having a predetermined time course, amplitude and spectral power distribution for exciting a magnetic resonance of the nuclear spins in the patient 100 to create. In this case, pulse powers in the range of kilowatts can be achieved. The excitation pulses can via the body coil 14 or via a local transmitting antenna in the patient 100 be radiated.

Eine Steuerung 23 kommuniziert über einen Signalbus 25 mit der Gradientensteuerung 21 und der Hochfrequenzeinheit 22.A controller 23 communicates via a signal bus 25 with the gradient control 21 and the radio frequency unit 22 ,

Auf dem Patienten 100 ist eine Lokalspule 50 angeordnet, die über eine erfindungsgemäße Anschlussleitung 33 mit der Hochfrequenzeinheit 22 verbunden ist.On the patient 100 is a local coil 50 arranged, which via a connecting cable according to the invention 33 with the radio frequency unit 22 connected is.

Eine mögliche Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Lokalspule 50 ist in 2 schematisch im Detail dargestellt.A possible embodiment of a local coil according to the invention 50 is in 2 shown schematically in detail.

Eine Antennenspule 51 empfängt das Magnetresonanzsignal, das anschließend durch einen rauscharmen Vorverstärker 52 (low noise amplifier, LNA) verstärkt wird. Das Ausgangssignal des Vorverstärkers 52 wird einem Diplexer 54 zugeführt. Der Diplexer 54 führt eine Signaltrennung/Mischung zwischen dem verstärkten Magnetresonanzsignal, das über den Lokalspulenanschluss 59 zu dem Magnetresonanztomographen 1 weitergeleitet wird, und einem von dem Magnetresonanztomographen 1 über den Lokalspulenanschluss 59 eingehendes erstes Steuersignal aus. Dies kann beispielsweise anhand der Frequenzbereiche geschehen. In 2 ist im Diplexer 54 durch den Kondensator ein Hochpass für das Magnetresonanzsignal angedeutet und für das erste Steuersignal durch die Induktivität ein Tiefpass. Eine derartige einfache Ausführungsform kann bei einer Larmorfrequenz von 30 MHz oder höher und für ein erstes Steuersignal mit einer Wechselspannung mit einer Frequenz kleiner 1 MHz, beispielsweise 100 kHz funktionieren. Denkbar wäre beispielsweise auch ein Diplexer 54, der eine Laufrichtung des Signals ausnützt und ausgeführt als Richtkoppler ein eingehendes von einem ausgehenden Signal trennt. Denkbar wären aber auch mehrere Steuersignale mit unterschiedlichen Frequenzen wie beispielsweise 100 kHz und 300 kHz.An antenna coil 51 receives the magnetic resonance signal, which is subsequently passed through a low-noise preamplifier 52 (Low noise amplifier, LNA) is amplified. The output signal of the preamplifier 52 becomes a diplexer 54 fed. The diplexer 54 performs a signal separation / mixing between the amplified magnetic resonance signal, the via the local coil connection 59 to the magnetic resonance tomograph 1 is forwarded, and one of the magnetic resonance tomograph 1 via the local coil connection 59 incoming first control signal. This can be done, for example, based on the frequency ranges. In 2 is in the diplexer 54 indicated by the capacitor, a high pass for the magnetic resonance signal and for the first control signal through the inductance a low pass. Such a simple embodiment may operate at a Larmor frequency of 30 MHz or higher and for a first control signal with an AC voltage having a frequency less than 1 MHz, for example 100 kHz. For example, a diplexer would also be conceivable 54 which utilizes a running direction of the signal and executed as a directional coupler separates an incoming from an outgoing signal. However, several control signals with different frequencies such as 100 kHz and 300 kHz would be conceivable.

Ein eingehendes erstes Steuersignal wird von einer Signalverbindung von dem ersten Signalanschluss des Diplexers 54 dem Steuereingang der Verstimmeinrichtung 40 zugeführt, sodass der Magnetresonanztomograph 1 über ein Steuersignal über den Lokalspulenanschluss 59 die Antennenspule 51 verstimmen kann.An incoming first control signal is from a signal connection from the first signal terminal of the diplexer 54 the control input of the detuning device 40 fed, so the magnetic resonance tomograph 1 via a control signal via the local coil connection 59 the antenna coil 51 can be upset.

Die Verstimmeinrichtung 40 bezieht dabei die Energie zum Verstimmen im Wesentlichen über die Antennenspule 51 aus dem Anregungspuls des Magnetresonanztomographen 1 selbst. Das erste Steuersignal von dem Magnetresonanztomographen 1 hingegen betätigt vorzugsweise nur einen Schalter, der das Verstimmen unterdrückt bzw. aktiviert.The detuning device 40 refers to the energy for detuning substantially over the antenna coil 51 from the excitation pulse of the magnetic resonance tomograph 1 itself. The first control signal from the magnetic resonance tomograph 1 on the other hand, preferably only activates a switch which suppresses or activates the detuning.

Eine stark vereinfachte Ausführungsform einer derartigen Verstimmeinrichtung 40 ist in 3 dargestellt. In der Antennenspule 51 ist in dieser denkbaren Ausführungsform eine Kapazitätsdiode 41 dargestellt, die einen Parallelschwingkreis mit der Antennenspule 51 bildet und deren Kapazität die Resonanzfrequenz des Parallelschwingkreises mit der Antennenspule 51 verändert. Die Antennenspule 51 ist über Kapazitäten 42 an einen nachfolgenden Balun 55 gekoppelt, der das symmetrische Ausgangssignal der Antennenspule 51 in ein asymmetrisches Signal mit Bezug zu einer Masse umwandelt. Aus dem Ausgangssignal des Baluns 55 wird durch eine Gleichrichtung, dargestellt durch eine Diode 43 und Kapazität 44, eine Gleichspannung gewonnen, die zur Entkopplung von der empfangenen Hochfrequenz der Antennenspule 51 über Induktivitäten 45 der Kapazitätsdiode zugeführt wird. Die Spannung verursacht dann über die Kapazitätsänderung ein Verstimmen des Parallelschwingkreises aus Antennenspule 51 und der Kapazitätsdiode 41. Aufgrund der Nichtlinearität der Gleichrichterdiode 43 setzt die Verstimmung dabei erst bei einem Wert des empfangenen Hochfrequenzsignals ein, der weit über dem bildgebenden Magnetresonanzecho liegt, aber auch weit unter einem Signalpegel, der gefährlich für Patient 100 oder die Lokalspule 50 ist. Mit steigender Spannung an der Kapazitätsdiode 41 nimmt die Verstimmung der Resonanzfrequenz zu, was wiederum die Amplitude des der Diode 43 zugeführten Hochfrequenzsignals verringert und zu einem Gleichgewicht führt. Dabei ist kein externes Signal zum Verstimmen erforderlich.A highly simplified embodiment of such detuning 40 is in 3 shown. In the antenna coil 51 is a capacitance diode in this conceivable embodiment 41 shown having a parallel resonant circuit with the antenna coil 51 forms and whose capacity is the resonant frequency of the parallel resonant circuit with the antenna coil 51 changed. The antenna coil 51 is about capacity 42 to a subsequent balun 55 coupled, which is the balanced output signal of the antenna coil 51 converted into an asymmetric signal with respect to a ground. From the output of the balun 55 is by a rectification, represented by a diode 43 and capacity 44 , a DC voltage obtained for decoupling from the received radio frequency of the antenna coil 51 via inductances 45 the capacitance diode is supplied. The voltage then caused by the capacitance change detuning the parallel resonant circuit of antenna coil 51 and the varactor diode 41 , Due to the non-linearity of the rectifier diode 43 It uses the detuning only at a value of the received high-frequency signal, which is far above the imaging magnetic resonance echo, but also far below a signal level, which is dangerous for the patient 100 or the local coil 50 is. With increasing voltage at the varactor diode 41 increases the detuning of the resonant frequency, which in turn increases the amplitude of the diode 43 reduces high frequency signal supplied and leads to an equilibrium. No external signal is required for detuning.

Wird jedoch ein Wechselstromsignal als erstes Steuersignal der Diode 46 zugeführt und gleichgerichtet, so liegt an dem Kondensator 47 eine Gleichspannung vor, die einen Transistor 48 durchsteuert und die von der Diode 43 bereitgestellte Spannung zum Verstimmen kurzschließt. Auf diese Weise kann durch ein erstes Steuersignal in der Schaltung der 3 das Verstimmen deaktiviert werden bzw. die Kapazitätsdiode auf einen definierten Kapazitätswert eingestellt werden. Auch reduziert der Transistor 48 auf vorteilhafte Weise die Umschaltzeit in einen nicht verstimmten Zustand, da andernfalls die Spannung zum Verstimmen nur durch Leckströme der Dioden abfließen kann.However, an AC signal as the first control signal of the diode 46 supplied and rectified, so is due to the capacitor 47 a DC voltage, which is a transistor 48 turns on and off the diode 43 short-circuited voltage for detuning. In this way, by a first control signal in the circuit of 3 the detuning can be deactivated or the capacitance diode can be set to a defined capacitance value. Also, the transistor reduces 48 Advantageously, the switching time in a non-detuned state, otherwise the voltage to detun only by leakage currents of the diodes can flow.

Die Schaltung der 3 ist dabei nur eine beispielhafte Ausführungsform, es sind auch andere Baulemente und Schaltungen zum Verstimmen denkbar. Beispielsweise kann anstelle des Transistors 48 auch ein MOS-FET oder anderer Schalter eingesetzt werden.The circuit of 3 is only an exemplary embodiment, there are also other elements and circuits for detuning conceivable. For example, instead of the transistor 48 also a MOS-FET or other switch can be used.

In 4 ist eine beispielhafte Ausführungsform einer Steuereinheit 20 eines erfindungsgemäßen Magnetresonanztomographen 1 beispielhaft dargestellt. Die Hochfrequenzeinheit 22 weist dabei Anschlüsse für Signalverbindungen zu erfindungsgemäßen Lokalspulen 50 auf. Die Signalverbindungen können dabei beispielsweise als Kabel oder auch als interne Verbindungen, beispielsweise in einer Patientenliege 30 ausgeführt sein.In 4 is an exemplary embodiment of a control unit 20 a magnetic resonance tomograph according to the invention 1 exemplified. The radio frequency unit 22 has connections for signal connections to local coils according to the invention 50 on. The signal connections can be used, for example, as cables or as internal connections, for example in a patient couch 30 be executed.

Die Empfangseinheit 22 weist dabei eine Anzahl von M Empfängern 26 zum Empfang von Magnetresonanzsignalen der Lokalspulen 50 auf. Dabei ist die Anzahl M der Empfänger 26 kleiner als die Anzahl N an Signalverbindungen zu den Lokalspulen 50. Beispielsweise kann eine Spine-Spule 64 oder auch 128 Antennenspulen 51 aufweisen. Wegen der Erstreckung entlang der Wirbelsäule ist davon aber immer nur ein kleiner Anteil gleichzeitig im Aufnahmebereich (FoV). Um die N Antennenspulen 51 mit den M Empfängern 26 flexibel zu verbinden, befindet sich eine Breitbandschaltmatrix 24 zwischen den Empfängern 26 und den Signalleitungen für die Lokalspulen. Die Breitbandschaltmatrix ist dabei ausgelegt, Magnetresonanzsignale von den Lokalspulen 50 zu den Empfängern 26 flexibel durchzuschalten.The receiving unit 22 has a number of M recipients 26 for receiving magnetic resonance signals of the local coils 50 on. The number M is the recipient 26 less than the number N of signal connections to the local coils 50 , For example, a spine coil 64 or 128 antenna coils 51 exhibit. Because of the extension along the spine, however, only a small proportion of it is always in the receiving area (FoV) at the same time. To the N antenna coils 51 with the M receivers 26 flexible to connect, there is a broadband switching matrix 24 between the recipients 26 and the signal lines for the local coils. The broadband switch matrix is designed to receive magnetic resonance signals from the local coils 50 to the recipients 26 switch through flexibly.

Die erfindungsgemäße Breitbandschaltmatrix 24 ist darüber hinaus ebenso in der Lage, ein erstes Steuersignal von einem der M Anschlüsse der Empfänger 26 zu einem der N Anschlüsse für die Signalleitungen zu den Lokalspulen 50 zu schalten. Das erste Steuersignal unterscheidet sich dabei beispielsweise dadurch von einem Magnetresonanzsignal, dass es in einem anderen, disjunkten Frequenzbereich gelegen ist. Beispielsweise sind Magnetresonanzsignale, auch in eine Zwischenfrequenz umgesetzte, oberhalb von 1 Mhz, 10 MHz oder 20 MHz angesiedelt, während ein Steuersignal beispielsweise eine Frequenz unterhalb von 1 MHZ, 100 kHz oder 10 kHz aufweist. Vorzugsweise ist das erste Steuersignal ein Wechselstromsignal. Auch in der Amplitude unterscheiden sich das Magnetresonanzsignal und das erste Steuersignal. Magnetresonanzsignale haben meist nur Amplituden im Milli- oder Mikrovoltbereich, während das erste Steuersignal eine Amplitude von einigen Volt und eine Stromstärke von einigen mA aufweisen kann. Beispielsweise kann die Amplitude des ersten Steuersignals kleiner als 10 V (effektiv, RMS) 5 V, 2 V oder 1 V und die Stromstärke kleiner als 10 mA, 5 mA oder 1 mA sein. The broadband switching matrix according to the invention 24 In addition, it is also capable of receiving a first control signal from one of the M terminals of the receivers 26 to one of the N terminals for the signal lines to the local coils 50 to switch. For example, the first control signal differs from a magnetic resonance signal in that it lies in a different, disjoint frequency range. For example, magnetic resonance signals, also converted into an intermediate frequency, are located above 1 MHz, 10 MHz or 20 MHz, while a control signal has, for example, a frequency below 1 MHZ, 100 kHz or 10 kHz. Preferably, the first control signal is an AC signal. The magnetic resonance signal and the first control signal also differ in their amplitude. Magnetic resonance signals usually only amplitudes in the milli or microvolt range, while the first control signal can have an amplitude of a few volts and a current of a few mA. For example, the amplitude of the first control signal may be less than 10 V (effective, RMS) 5 V, 2 V or 1 V, and the current may be less than 10 mA, 5 mA or 1 mA.

Das erste Steuersignal wird von einem Steuersignalgenerator 27 erzeugt und über einen Diplexer 28 der Breitbandschaltmatrix 24 zugeführt. Die Breitbandschaltmatrix 24 schaltet dann flexibel die maximal M ersten Steuersignale zu M von den N Lokalspulen 51 weiter. Auf dem umgekehrten Weg werden die Magnetresonanzsignale von M der N Lokalspulen 51 zu den M Empfängern 26 durchgeschaltet, wobei der Diplexer 28 verhindert, dass die Empfänger 26 von den ersten Steuersignalen gestört werden, indem er diese in Richtung der Empfänger 26 ausreichend unterdrückt, beispielsweise um 12 dB, 24 dB, 36 dB, 48 dB oder mehr. Zu den Diplexern sei auch auf die Erläuterungen zu 2 verwiesen.The first control signal is from a control signal generator 27 generated and via a diplexer 28 the broadband switching matrix 24 fed. The broadband switching matrix 24 then flexibly switches the maximum M first control signals to M of the N local coils 51 further. In the opposite way, the magnetic resonance signals of M become the N local coils 51 to the M recipients 26 switched through, the diplexer 28 prevents the receiver 26 be disturbed by the first control signals by sending these towards the receiver 26 sufficiently suppressed, for example by 12 dB, 24 dB, 36 dB, 48 dB or more. For the diplexers, please also refer to the notes to 2 directed.

Bei dem erfindungsgemäßen Magnetresonanztomographen ist es auch denkbar, das Magnetresonanzsignale von einer Antennenspule 51 zur Übertragung über die Signalleitung zu den Empfängern 26 auch gemultiplext werden, beispielsweise durch ein Frequenzmultiplex. In einem solchen Fall ist es auch denkbar, dass der Signalgenerator 27 ausgelegt ist, beispielsweise 2 × M erste Steuersignale zu erzeugen, denkbar mit zwei unterschiedlichen Trägerfrequenzen im genannten Frequenzbereich für die ersten Steuersignale. Der Diplexer 28 ist dann ausgelegt, diese ersten Steuersignale an die M Anschlüsse der Breitbandschaltmatrix 24 anzulegen. Die Breitbandschaltmatrix 24 ist dann weiterhin ausgelegt, diese beiden ersten Steuersignale zu einem der N Anschlüsse zu den Lokalspulen 50 durchzuschalten.In the magnetic resonance tomograph according to the invention, it is also conceivable to use the magnetic resonance signals from an antenna coil 51 for transmission via the signal line to the receivers 26 also be multiplexed, for example by a frequency division. In such a case, it is also conceivable that the signal generator 27 is designed, for example, to generate 2 × M first control signals, conceivable with two different carrier frequencies in said frequency range for the first control signals. The diplexer 28 is then designed, these first control signals to the M terminals of the broadband switch matrix 24 to apply. The broadband switching matrix 24 is then further designed, these two first control signals to one of the N terminals to the local coils 50 turn on.

Obwohl die Erfindung im Detail durch das bevorzugte Ausführungsbeispiel näher illustriert und beschrieben wurde, so ist die Erfindung nicht durch die offenbarten Beispiele eingeschränkt und andere Variationen können vom Fachmann hieraus abgeleitet werden, ohne den Schutzumfang der Erfindung zu verlassen.Although the invention has been further illustrated and described in detail by the preferred embodiment, the invention is not limited by the disclosed examples, and other variations can be derived therefrom by those skilled in the art without departing from the scope of the invention.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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  • DE 102014202862 A1 [0005] DE 102014202862 A1 [0005]

Claims (10)

Lokalspule für einen Magnetresonanztomographen (1), wobei die Lokalspule (50) eine Antennenspule (51) und eine Verstimmeinrichtung (40) aufweist, wobei die Verstimmeinrichtung (40) einen Steuereingang aufweist und ausgelegt ist, in Abhängigkeit von einem ersten Steuersignal an dem Steuereingang die Antennenspule (51) zu verstimmen, wobei die Verstimmeinrichtung ausgelegt ist, die für das Verstimmen erforderliche Energie im Wesentlichen von einer Energiequelle ungleich dem Steuereingang zu empfangen.Local coil for a magnetic resonance tomograph ( 1 ), wherein the local coil ( 50 ) an antenna coil ( 51 ) and a detuning device ( 40 ), wherein the detuning device ( 40 ) has a control input and is designed, in dependence on a first control signal at the control input, the antenna coil ( 51 ), wherein the detuning device is adapted to receive the energy required for detuning substantially from a source of energy other than the control input. Lokalspule nach Anspruch 1, wobei die Energiequelle für die Verstimmeinrichtung (40) die Antennenspule (51) ist.A local coil according to claim 1, wherein the power source for the detuning device ( 40 ) the antenna coil ( 51 ). Lokalspule nach Anspruch 1 oder 2, wobei das erste Steuersignal ein Wechselstromsignal ist.A local coil according to claim 1 or 2, wherein the first control signal is an AC signal. Lokalspule nach Anspruch 3, wobei die Lokalspule (50) einen Diplexer (54) aufweist, wobei der Diplexer (54) einen ersten Signalanschluss, einen zweiten Signalanschluss und einen dritten Signalanschluss aufweist und der erste Signalanschluss mit dem Steuereingang, der zweite Signalanschluss mit der Antennenspule (51) zum Empfang eines Magnetresonanzsignals und der dritte Signalanschluss mit einem Lokalspulenanschluss (59) zum Anschluss an den Magnetresonanztomographen (1) elektrisch in Signalverbindung steht, wobei der Diplexer (54) ausgelegt ist, ein am dritten Signalanschluss eingehendes erstes Steuersignal bevorzugt am ersten Signalanschluss auszugeben und ein am zweiten Signalanschluss eingehendes Magnetresonanzsignal über den dritten Signalanschluss auszugeben.Local coil according to claim 3, wherein the local coil ( 50 ) a diplexer ( 54 ), wherein the diplexer ( 54 ) has a first signal terminal, a second signal terminal and a third signal terminal and the first signal terminal with the control input, the second signal terminal with the antenna coil ( 51 ) for receiving a magnetic resonance signal and the third signal terminal having a local coil connection ( 59 ) for connection to the magnetic resonance tomograph ( 1 ) is in electrical signal connection, the diplexer ( 54 ) is configured to output a first control signal arriving at the third signal terminal, preferably at the first signal terminal, and outputting a magnetic resonance signal arriving at the second signal terminal via the third signal terminal. Lokalspule nach Anspruch 4, wobei der Diplexer (54) einen vierten Signalanschluss aufweist und der Diplexer ausgelegt ist, ein über den dritten Signalanschluss eingehendes zweites Steuersignal bevorzugt an dem vierten Signalanschluss auszugeben.A local coil according to claim 4, wherein the diplexer ( 54 ) has a fourth signal terminal and the diplexer is designed to output a second control signal incoming via the third signal terminal, preferably at the fourth signal terminal. Lokalspule nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Verstimmeinrichtung (40) ausgelegt ist, die Antennenspule (40) ohne ein erstes Steuersignal an dem Lokalspulenanschluss derart zu verstimmen, dass bei einem Anregungspuls des Magnetresonanztomographen (1) die Lokalspule in einem Patiententunnel (16) des Magnetresonanztomographen (1) keine Gefahr für einen Patienten (100) darstellt.Local coil according to one of the preceding claims, wherein the detuning device ( 40 ), the antenna coil ( 40 ) without detuning a first control signal at the local coil connection in such a way that during an excitation pulse of the magnetic resonance tomograph ( 1 ) the local coil in a patient tunnel ( 16 ) of the magnetic resonance tomograph ( 1 ) no danger to a patient ( 100 ). Breitbandschaltmatrix für einen Magnetresonanztomographen (1), wobei die Breitbandschaltmatrix (24) N erste Matrixanschlüsse, M zweite Matrixanschlüsse und einen Matrixsteueranschluss aufweist, wobei N größer als M ist, wobei die Breitbandschaltmatrix (24) ausgelegt ist, eine lösbare Signalverbindung zwischen einem ersten Matrixanschluss und einem zweiten Matrixanschluss in Abhängigkeit von einem über den Matrixsteuereingang empfangenem Steuersignal herzustellen, wobei die lösbare Signalverbindung ausgelegt ist, ein Magnetresonanzsignal von einem ersten Matrixanschluss zu einem zweiten Matrixanschluss zu übertragen und ein erstes Steuersignal von dem zweiten Matrixanschluss zu dem ersten Matrixanschluss.Broadband switch matrix for a magnetic resonance tomograph ( 1 ), where the broadband switching matrix ( 24 ) N first matrix connections, M second matrix connections and a matrix control connection, where N is greater than M, wherein the broadband switching matrix ( 24 ) is adapted to establish a detachable signal connection between a first matrix terminal and a second matrix terminal in response to a control signal received via the matrix control input, the detachable signal connection being adapted to transmit a magnetic resonance signal from a first matrix terminal to a second matrix terminal and a first control signal from the second matrix terminal to the first matrix terminal. Breitbandschaltmatrix nach Anspruch 7, wobei das erste Steuersignal ein Wechselstromsignal ist.A broadband switching matrix according to claim 7, wherein the first control signal is an AC signal. Magnetresonanztomograph mit einer Breitbandschaltmatrix (24) nach Anspruch 7 und einer Lokalspule (50) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei der Steuereingang der Verstimmeinrichtung (40) mit einem ersten Matrixanschluss der Breitbandschaltmatrix elektrisch verbindbar ist.Magnetic resonance tomograph with a broadband switching matrix ( 24 ) according to claim 7 and a local coil ( 50 ) according to one of claims 1 to 6, wherein the control input of the detuning device ( 40 ) is electrically connectable to a first matrix terminal of the broadband switching matrix. Magnetresonanztomograph nach Anspruch 9 mit einer Breitbandschaltmatrix (24) nach Anspruch 8 und einer Lokalspule (50) nach einem der Ansprüche 4 bis 6, wobei der Lokalspulenanschluss (59) mit einem ersten Matrixanschluss elektrisch verbindbar ist.Magnetic resonance tomograph according to Claim 9 with a broadband switching matrix ( 24 ) according to claim 8 and a local coil ( 50 ) according to one of claims 4 to 6, wherein the local coil connection ( 59 ) is electrically connectable to a first matrix terminal.
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