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
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
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:
Die Magneteinheit
Weiterhin weist die Magneteinheit
Die Magneteinheit
Eine Steuereinheit
So weist die Steuereinheit
Weiterhin weist die Steuereinheit
Eine Steuerung
Auf dem Patienten
Eine mögliche Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Lokalspule
Eine Antennenspule
Ein eingehendes erstes Steuersignal wird von einer Signalverbindung von dem ersten Signalanschluss des Diplexers
Die Verstimmeinrichtung
Eine stark vereinfachte Ausführungsform einer derartigen Verstimmeinrichtung
Wird jedoch ein Wechselstromsignal als erstes Steuersignal der Diode
Die Schaltung der
In
Die Empfangseinheit
Die erfindungsgemäße Breitbandschaltmatrix
Das erste Steuersignal wird von einem Steuersignalgenerator
Bei dem erfindungsgemäßen Magnetresonanztomographen ist es auch denkbar, das Magnetresonanzsignale von einer Antennenspule
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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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
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- DE 102014202862 A1 [0005] DE 102014202862 A1 [0005]
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