DE3932648A1

DE3932648A1 - Local coil for NMR tomography - has PIN=diode as separating diode in both upper and lower U=shaped parts for decoupling from whole body antenna in receiving circuit

Info

Publication number: DE3932648A1
Application number: DE19893932648
Authority: DE
Inventors: Karl-Ulrich Erlenkamp; Ralph Dipl Ing Meissner; Helmut Dipl Ing Kess
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1989-09-29
Filing date: 1989-09-29
Publication date: 1991-04-11
Anticipated expiration: 2009-09-30
Also published as: DE3932648C2

Abstract

The lower part for special applications is connectable via plug (15-18) couplings to the upper part. Each part contains at least one h.f. coil (6,7;13,14). The lower part has an equalising and tuning circuit (30,31,34) for use by both parts. For decoupling the local coil from a whole body antenna, a PIN-diode (4,9) serving as a separating diode, is provided in the receiving circuit of both parts. A control current for conductive control of the PIN diodes is lead over both of them in series if the upper part is plugged in but only over that (4) of the lower part if not plugged in. ADVANTAGE - Simple control possibility for decoupling local coil whether upper part is plugged in or not.

Description

Die Erfindung betrifft eine Lokalspule für die Kernspin-Tomo graphie mit einem Unterteil und einem über Steckverbindungen aufsteckbaren Oberteil, wobei sowohl das Unterteil als auch das Oberteil jeweils mindestens eine Hochfrequenz-Spule enthalten und wobei das Unterteil gesondert verwendbar ist und eine für beide Teile gemeinsame Abgleich- und Anpaßschaltung enthält.The invention relates to a local coil for the nuclear spin tomo graphie with a lower part and one over plug connections clip-on top, both the bottom and the Upper part each contain at least one high-frequency coil and wherein the lower part can be used separately and one for contains both parts common adjustment and matching circuit.

Eine derartige Lokalspule ist besonders für Untersuchungen im Hals-/Nackenbereich vorteilhaft einsetzbar. Mit einer derartigen Spule kann eine Verbindung zwischen dem Abbildungsbereich einer Kopfspule und einer Wirbelsäulenspule geschaffen werden. Für ein optimales Bildergebnis ist ein hoher Füllfaktor anzustreben. Für die besondere Anatomie im Hals-/Nackenbereich ist eine An ordnung mit zwei das Untersuchungsobjekt einschließenden, ana tomisch angepaßten Spulen optimal.Such a local coil is particularly for investigations in Neck / neck area can be used advantageously. With such a Coil can create a connection between the imaging area of a Head coil and a spine coil are created. For an optimal image result should be aimed at a high fill factor. For the special anatomy in the neck / neck area is an on Order with two ana tomically adapted coils optimal.

Zu diesem Zweck wurde eine Lokalspule der eingangs genannten Art vorgeschlagen, die durch das abnehmbare Oberteil einen hohen Patientenkomfort erreicht. Durch die Möglichkeit, das Unterteil gesondert zu verwenden, werden dabei vielseitige Ein satzmöglichkeiten erreicht.For this purpose, a local coil of the type mentioned was used Kind suggested that through the removable top one high patient comfort achieved. By the possibility of that Using the lower part separately is a versatile one possible opportunities achieved.

Lokalspulen werden im allgemeinen nur als Empfangsspulen ver wendet, während die Anregung der Kernspins durch eine Ganz körperantenne erfolgt. Während der Anregung muß dann die Lokal spule vom anregenden Feld entkoppelt werden, da sonst durch Resonanz Feldüberhöhungen eintreten können, die örtlich zu einer unzulässigen Hochfrequenzbelastung des Patienten führen. Eine geometrische Entkopplung, d. h. eine Anordnung der Lokal spule derart, daß sie nicht von den Feldlinien des anregenden Feldes durchsetzt wird, ist bei der hier betrachteten Lokal spule nur möglich, wenn das anregende Feld horizontal linear polarisiert ist, aber nicht bei zirkular anregenden Feldern.Local coils are generally only used as reception coils applies while the excitation of the nuclear spins by a whole body antenna takes place. During the excitation, the local must be decoupled from the exciting field, otherwise through Resonance field peaks can occur locally lead to inadmissible high-frequency exposure of the patient. Geometric decoupling, i.e. H. an arrangement of the eatery coil in such a way that it does not deviate from the field lines of the exciting Field is penetrated, is in the restaurant considered here Coil only possible if the exciting field is horizontally linear is polarized, but not for circularly exciting fields.

Eine Möglichkeit, eine Lokalspule auf elektronischem Wege von einer zirkularen Ganzkörperantenne zu entkoppeln, ist in der US-PS 48 01 855 dargestellt. Dort ist in einen Resonanzkreis einer Lokalspule eine PIN-Diode eingefügt. Durch entsprechende Ansteuerung der PIN-Diode kann der Resonanzkreis aufgetrennt werden. Bei dieser Anordnung sind dem Resonanzkreis ferner zwei mit entgegengesetzter Leitrichtung in Serie geschaltete Kapa zitätsdioden parallel geschaltet, durch deren Ansteuerung die Resonanzfrequenz der Lokalspule an die Signalfrequenz angepaßt wird. Durch eine in Serie zum Ausgangskreis liegende weitere Kapazitätsdiode erfolgt eine Anpassung der Anordnung an den Wellenwiderstand der Anschlußleitung.One way to get a local coil electronically from decoupling a circular full body antenna is in the US-PS 48 01 855 shown. There is in a resonance circuit inserted a PIN diode into a local coil. By appropriate Activation of the PIN diode can open the resonance circuit will. In this arrangement, the resonance circuit is also two Kapa connected in series with opposite direction zitätsdioden connected in parallel, by driving the The resonance frequency of the local coil is adapted to the signal frequency becomes. With another one in series with the output circuit The capacitance diode adapts the arrangement to the Characteristic impedance of the connecting cable.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Entkopplungsschaltung sowie eine Abgleich- und Anpaßschaltung für eine Lokalspule der ein gangs genannten Art so auszugestalten, daß diese mit und ohne aufgestecktes Oberteil ohne weitere Einstellmaßnahmen zuver lässig funktioniert.The object of the invention is a decoupling circuit as well a matching and matching circuit for a local coil of the gangs mentioned so to design that with and without attached upper part without further adjustment measures casually works.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß zur Entkopplung der Lokalspule von einer Ganzkörperantenne im Empfangskreis des Unter-und Oberteiles jeweils eine PIN-Diode als Trenndiode vorgesehen ist und daß ein Steuerstrom zum Leitend-Steuern der PIN-Dioden bei aufgestecktem Oberteil über die beiden PIN-Dioden in Reihe und ohne aufgestecktes Oberteil nur über die PIN-Diode des Unterteils geführt wird. Durch eine derartige Ansteuerung der PIN-Diode ist sowohl bei abgenommenem als auch bei aufgestecktem Oberteil eine Entkopplung der Lokal spule von der Ganzkörperantenne möglich. This object is achieved in that Decoupling the local coil from a whole body antenna in the The receiving circuit of the lower and upper part each has a PIN diode is provided as a separation diode and that a control current to Conductive control of the PIN diodes with the upper part attached the two PIN diodes in a row and without an attached upper part only via the PIN diode of the lower part. By a such control of the PIN diode is both when removed as well as a decoupling of the restaurant when the upper part is attached coil from the whole-body antenna possible.

Vorteilhafterweise ist im Unterteil ein Steuerstromkreis vor gesehen, der in Reihenschaltung einen ersten Steueranschluß, ein Schwellwertelement, eine Sperrdrossel, die PIN-Diode, eine weitere Sperrdrossel und einen zweiten Steueranschluß enthält. Ein weiterer Steuerstromkreis ist für die PIN-Diode des Ober teils vorgesehen, der über einen ersten Steuerabschluß, eine Sperrdrossel, einen ersten Steckkontakt des Oberteils, die PIN-Diode des Oberteils, einen zweiten Steckkontakt des Ober teils, die PIN-Diode des Unterteils, die Sperrdrossel und den zweiten Steueranschluß läuft. Mit dieser einfachen Schaltung wird erreicht, daß bei fehlendem Oberteil der Steuerstrom nur über die PIN-Diode des Unterteils und bei aufgestecktem Ober teil der Steuerstrom in Reihe über die beiden PIN-Dioden ge führt wird, so daß diese immer gleichzeitig denselben Leitzu stand aufweisen.A control circuit is advantageously provided in the lower part seen the one in series connection a first control connection Threshold element, a blocking choke, the PIN diode, one contains further blocking choke and a second control connection. Another control circuit is for the PIN diode of the waiter partly provided that a first taxation, a Blocking choke, a first plug contact of the upper part, the PIN diode of the upper part, a second plug contact of the upper in part, the PIN diode of the lower part, the blocking choke and the second control connection is running. With this simple circuit is achieved that the control current is only missing in the upper part via the PIN diode of the lower part and with the upper attached part of the control current in series via the two PIN diodes leads, so that this always leads to the same Leitzu stand.

In einer zweckmäßigen Ausführungsform ist zwischen den beiden Steueranschlüssen eine Spannungsteilerschaltung aus zwei gleichen Widerständen vorgesehen, deren Mittelpunkt mit dem Verbindungspunkt von Schwellwertschaltung und Sperrdrossel verbunden ist. Dabei liefert jeder Widerstand des Spannungstei lers im Sperrfall eine Sperrspannung für die PIN-Dioden.In an expedient embodiment is between the two Control connections a voltage divider circuit of two equal resistances provided, the center of which with the Connection point of threshold switching and blocking choke connected is. Every resistance of the voltage supply provides In the event of blocking, a blocking voltage for the PIN diodes.

Die Schwellwertschaltung kann aus zwei mit gleicher Leitrich tung in Reihe geschalteten Dioden bestehen.The threshold circuit can consist of two with the same control device in series connected diodes.

Vorteilhafterweise ist bei aufgestecktem Oberteil dessen Hf- Spule der Hf-Spule des Unterteils parallel geschaltet.When the upper part is attached, its Hf Coil of the RF coil of the lower part connected in parallel.

Die Abgleichschaltung des Unterteils kann eine Reihenschaltung zweier entgegengesetzt gepolter Kapazitätsdioden enthalten, an die die Hf-Spule des Unterteils angeschlossen ist, wobei der Ver bindungspunkt der beiden Kapazitätsdioden über eine Sperrdrossel mit einem Steueranschluß verbunden ist und wobei die Enden der Reihenschaltung der Kapazitätsdioden über je eine Sperrdrossel mit einer Bezugsspannungsklemme verbunden sind. Dadurch kann über eine an den Steueranschluß angelegte Steuerspannung die An ordnung für Unter- und Oberteil der Lokalspule gemeinsam abge stimmt werden.The adjustment circuit of the lower part can be connected in series contain two oppositely polarized capacitance diodes which the RF coil of the lower part is connected, the Ver Connection point of the two capacitance diodes via a blocking choke is connected to a control connection and the ends of the Series connection of the capacitance diodes via a blocking choke are connected to a reference voltage terminal. This can via a control voltage applied to the control connection arrangement for lower and upper part of the local coil be true.

Vorteilhafterweise kann die Anpaßschaltung eine weitere Kapa zitätsdiode enthalten, über die die Hf-Spule des Unterteils und gegebenenfalls die Hf-Spule des Oberteils mit einem Hochfre quenzanschluß verbunden ist und wobei beide Enden der Kapazi tätsdiode über je eine Sperrdrossel mit je einem Steueranschluß verbunden sind. Über diese Kapazitätsdiode kann eine Anpassung der Schaltung an den Wellenwiderstand der Zuleitung erzielt werden.The adapter circuit can advantageously be a further Kapa containment diode, via which the RF coil of the lower part and if necessary, the RF coil of the upper part with a high frequency quenzanschluß is connected and with both ends of the capaci titätsdiode via a blocking choke with a control connection are connected. An adjustment can be made via this capacitance diode of the circuit to the characteristic impedance of the supply line will.

Um zu vermeiden, daß über die Steuerleitungen Hochfrequenz aus der Lokalspule herausgeführt wird, ist jeder Steueranschluß über je einen Kondensator mit einem Bezugsspannungspotential verbunden. Die Kapazität des Kondensators wird dabei so be messen, daß er für die betriebsmäßige Hochfrequenz praktisch einen Kurzschluß darstellt.To avoid high frequency from the control lines the local coil is brought out, each control connection each with a capacitor with a reference voltage potential connected. The capacitance of the capacitor is so be measure that it is practical for operational radio frequency represents a short circuit.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend anhand der Fig. 1 und 2 näher erläutert. Dabei zeigt:An embodiment of the invention is explained below with reference to FIGS. 1 and 2. It shows:

Fig. 1 den geometrischen Aufbau einer Lokalspule und Fig. 1 shows the geometric structure of a local coil and

Fig. 2 die elektrische Verdrahtung der Lokalspule. Fig. 2 shows the electrical wiring of the local coil.

Fig. 1 zeigt schematisch den geometrischen Aufbau einer Lokal spule mit einem Unterteil U und einem abnehmbaren Oberteil O. Die elektrische und auch die mechanische Verbindung zwischen Unterteil U und Oberteil O erfolgt über Steckstifte 15-18, die in Fig. 1 hintereinander liegen und daher nur teilweise sicht bar sind. Zwischen Unterteil U und Oberteil O der Lokalspule liegt im Betrieb der zu untersuchende Körperbereich eines Patienten. Die Lokalspule ist in Fig. 1 nur rein schematisch dargestellt und wird in der Praxis an die Anatomie der Körper region angepaßt, für die sie angewandt werden soll. Die Lokal spule bietet bezüglich der Handhabung den großen Vorteil, daß zunächst der zu untersuchende Körperbereich auf das Unterteil U aufgelegt werden kann und erst dann das Oberteil O aufgesetzt wird. Das Unterteil ist auch ohne das aufgesetzte Oberteil O für MR-Untersuchungen verwendbar. Fig. 1 shows schematically the geometric structure of a local coil with a lower part U and a removable upper part O. The electrical and also the mechanical connection between the lower part U and upper part O is carried out via pins 15-18 , which are one behind the other in Fig. 1 and therefore are only partially visible. During operation, the body area of a patient to be examined lies between the lower part U and upper part O of the local coil. The local coil is only shown schematically in Fig. 1 and is adapted in practice to the anatomy of the body region for which it is to be used. The local coil offers the great advantage in terms of handling that first the body area to be examined can be placed on the lower part U and only then is the upper part O placed on it. The lower part can also be used for MR examinations without the upper part O attached.

Fig. 2 zeigt vereinfacht das Schaltbild der Lokalspule. Dabei sind die für die Funktion und das Verständnis der Erfindung nicht wesentlichen Teile der Übersichtlichkeit wegen wegge lassen. Fig. 2 shows a simplified circuit diagram of the local coil. The parts that are not essential for the function and understanding of the invention are omitted for the sake of clarity.

Das Unterteil U und das Oberteil O weisen identische Empfangs kreise auf. Diese bestehen jeweils aus der Reihenschaltung eines ersten Empfangsspulensegments 6 bzw. 13, einer Trenn schaltung und eines zweiten Empfangsspulensegments 7 bzw. 14. Die Trennschaltung besteht jeweils aus einem Kondensator 3 bzw. 11, dem jeweils die Reihenschaltung einer Induktivität 1 bzw. 8 und eines Kondensators 2 bzw. 16 parallel geschaltet ist. Die Kondensatoren 2 bzw. 16 sind jeweils durch eine PIN- Diode 4 bzw. 9 überbrückt.The lower part U and the upper part O have identical reception circles. These each consist of the series connection of a first reception coil segment 6 or 13 , a disconnection circuit and a second reception coil segment 7 or 14 . The isolating circuit each consists of a capacitor 3 or 11 , to which the series connection of an inductor 1 or 8 and a capacitor 2 or 16 is connected in parallel. The capacitors 2 and 16 are bridged by a PIN diode 4 and 9 , respectively.

Ferner ist in Serie zu den Empfangsspulensegmenten 6, 7 bzw. 13, 14 jeweils eine Überstromsicherung 5 bzw. 12 eingefügt, die im einfachsten Fall eine Schmelzsicherung sein kann. Durch diese Überstromsicherungen 5, 12 werden die Ströme in der Lokalspule im Falle einer unbeabsichtigten Verkopplung mit dem Anregefeld einer Ganzkörperantenne begrenzt, um eine unzulässige HF-Feldkonzentration im Körpergewebe eines Patienten zu ver hindern.Furthermore, an overcurrent fuse 5 or 12 is inserted in series with the receiving coil segments 6 , 7 or 13 , 14 , which in the simplest case can be a fuse. These overcurrent fuses 5 , 12 limit the currents in the local coil in the event of an unintentional coupling to the excitation field of a whole-body antenna in order to prevent an impermissible RF field concentration in a patient's body tissue.

Die elektrische und auch die mechanische Verbindung des Ober teils O erfolgt über die Steckkontakte 15-18. Dabei sind die in Fig. 2 dargestellten Buchsen 15b und 15c derart hintereinander geschaltet, daß der entsprechende Steckstift 15a zuerst die Buchse 15b und erst dann die Buchse 15c kontaktiert. Hiermit wird folgendes bezweckt: Die Eigenresonanz des nicht einge steckten Oberteils O liegt aus Sicherheitsgründen weit höher als die Betriebsfrequenz. Damit wird verhindert, daß aufgrund einer Resonanz örtliche Feldüberhöhungen entstehen. Wenn man das Oberteil O aufsteckt, so wird zunächst über die Buchse 15b eine Verbindung mit der gesamten Steuerschaltung hergestellt, die - wie nachfolgend näher erläutert - dafür sorgt, daß bei Sendebetrieb der Ganzkörperantenne die gesamte Lokalspule verstimmt wird. Erst bei weiterer Einführung des Steckstiftes 15a wird dem Oberteil O ein Kondensator 38 parallel geschaltet, unter dessen Wirkung die Resonanzfrequenz des Oberteils an die Betriebsfrequenz angepaßt wird.The electrical and also the mechanical connection of the upper part O takes place via the plug contacts 15-18 . The sockets 15 b and 15 c shown in Fig. 2 are connected in series such that the corresponding pin 15 a first contacts the socket 15 b and only then the socket 15 c. The purpose of this is as follows: For safety reasons, the natural resonance of the upper part O that is not inserted is far higher than the operating frequency. This prevents local field peaks from occurring due to a resonance. If you been attached the upper part O, then firstly on the bushing 15 b, a compound with the entire control circuit manufactured, which - as explained below - ensures that during transmission operation of the whole-body antenna the entire local coil is detuned. Only when further insertion of the pin terminal 15 a of the upper part O, a capacitor 38 connected in parallel, under the effect of which the resonance frequency of the upper part is adapted to the operating frequency.

Die Empfangskreise von Oberteil und Unterteil sind parallel ge schaltet, und zwar ist das Spulensegment 13 über die Steckver bindung 15 mit dem Spulensegment 6 und das Spulensegment 14 über die Steckverbindung 18, einen Kondensator 37 und einen Kondensator 36 mit dem Spulensegment 7 verbunden. Zwischen dem zweiten Anschluß des Kondensators 35 und dem Verbindungspunkt zwischen Kondensator 37 und Kondensator 36 ist die Reihenschal tung zweier entgegengesetzt gepolter Kapazitätsdioden 30 und 31 vorgesehen. Dieser Reihenschaltung liegt ein Kondensator 32 parallel. Der Verbindungspunkt zwischen Kondensator 37 und Kondensator 36 ist über eine Kapazitätsdiode 34 und einen Kon densator 48 mit einer Ausgangsklemme S5 für das Hochfrequenz- Empfangssignal verbunden.The receiving circuits of the upper and lower parts are connected in parallel, namely the coil segment 13 is connected via the plug connection 15 to the coil segment 6 and the coil segment 14 via the plug connection 18 , a capacitor 37 and a capacitor 36 to the coil segment 7 . Between the second connection of the capacitor 35 and the connection point between capacitor 37 and capacitor 36 , the series circuit device of two oppositely polarized capacitance diodes 30 and 31 is provided. A capacitor 32 is connected in parallel to this series connection. The connection point between capacitor 37 and capacitor 36 is connected via a capacitance diode 34 and a capacitor 48 to an output terminal S 5 for the high-frequency received signal.

Sowohl das Ober- als auch das Unterteil sind mit einem Fara day-Schirm 44, 45 versehen (in Fig. 2 mit durchgezogenen Linien eingezeichnet), der eine verringerte Impedanzänderung beim Patientenwechsel bewirkt. Der Abstimmbereich der Kapazitäts dioden 30, 31 kann daher gering gehalten werden (z.B. 3-30 pF). Jeder Faraday-Schirm 44, 45 ist mit einem Schlitz 46 bzw. 47 versehen. Both the upper and the lower part are provided with a Fara day screen 44 , 45 (shown in solid lines in FIG. 2), which causes a reduced change in impedance when changing patients. The tuning range of the capacitance diodes 30 , 31 can therefore be kept low (eg 3-30 pF). Each Faraday screen 44 , 45 is provided with a slot 46 and 47 , respectively.

Zur Ansteuerung der PIN-Dioden 4 und 9 sowie der Kapazitäts dioden 30, 31 und 34 ist eine Reihe von Steueranschlüssen vor gesehen. Ein erster Steueranschluß S2 ist über eine Sperr drossel 23 und den Steckkontakt 18 mit dem Spulensegment 14 sowie über die Reihenschaltung zweier Dioden 27 und eine Sperr drossel 24 mit dem Spulensegment 6 verbunden. Ein zweiter Steueranschluß S1 ist über eine Sperrdrossel 20 mit der Anode der Kapazitätsdiode 34, über eine Sperrdrossel 21 mit dem Spulensegment 7 und über eine Sperrdrossel 22 mit der Anode der Kapazitätsdiode 30 verbunden. Zwischen den Steueranschlüssen S1 und S2 ist die Reihenschaltung zweier Widerstände 28 und 29 mit gleichem Widerstandswert vorgesehen, deren Mittelpunkt mit dem Verbindungspunkt zwischen den Dioden 27 und der Sperrdrossel 24 verbunden ist. Ein Steueranschluß S3 ist über eine Sperrdrossel 25 mit dem Verbindungspunkt der beiden Kapazitätsdioden 30 und 31 verbunden. Ein Steueranschluß S4 ist über eine Sperrdrossel 26 mit der Kathode der Kapazitätsdiode 34 verbunden. Sämtliche Steueranschlüsse S1-S4 sind über je einen Kondensator 38, 39, 41, 42 mit Bezugspotential verbunden. Durch entsprechende Dimen sionierung dieser Kondensatoren stellen diese einen Kurzschluß für die Hochfrequenz dar, so daß die an die Steueranschlüsse S1-S4 angeschlossenen Steuerleitungen nicht unerwünschterweise als Antennen wirken.To control the PIN diodes 4 and 9 and the capacitance diodes 30 , 31 and 34 , a number of control connections is seen before. A first control connection S 2 is connected via a blocking inductor 23 and the plug contact 18 to the coil segment 14 and via the series connection of two diodes 27 and a blocking inductor 24 with the coil segment 6 . A second control connection S 1 is connected via a blocking choke 20 to the anode of the capacitance diode 34 , via a blocking choke 21 to the coil segment 7 and via a blocking choke 22 to the anode of the capacitance diode 30 . Between the control connections S 1 and S 2 , the series connection of two resistors 28 and 29 with the same resistance value is provided, the center of which is connected to the connection point between the diodes 27 and the blocking inductor 24 . A control connection S 3 is connected via a blocking choke 25 to the connection point of the two capacitance diodes 30 and 31 . A control connection S 4 is connected via a blocking choke 26 to the cathode of the capacitance diode 34 . All control connections S 1- S 4 are each connected to reference potential via a capacitor 38 , 39 , 41 , 42 . By appropriate dimen sionation of these capacitors, these represent a short circuit for the radio frequency, so that the control lines connected to the control connections S 1 - S 4 do not undesirably act as antennas.

Die Empfangsteile im Oberteil O und Unterteil U sind so dimen sioniert, daß die jeweilige Empfangsspule 6, 7 bzw. 13, 14 mit den nachgeschalteten Elementen einen Resonanzkreis bilden, solange die PIN-Dioden 4 bzw. 9 nicht leiten. Bei eingestecktem Oberteil O sind beide Empfangskreise parallel geschaltet. Eine Abstimmung der Anordnung auf die exakte Betriebsfrequenz er folgt für Oberteil O und Unterteil U gemeinsam durch die beiden Kapazitätsdioden 30 und 31. Die Kapazität dieser Dioden wird durch die zwischen den Steueranschlüssen S1 und S3 anstehende Spannung bestimmt, da der Steueranschluß S3 mit der Kathode der beiden Kapazitätsdioden 30 und 31 und der Steueranschluß S1 mit den jeweiligen Anoden verbunden ist. Durch die in den jeweili gen Steueranschlüssen vorgesehenen Sperrdrosseln 20, 22 und 25 wird erreicht, daß diese Verbindung nur für Gleichspannung wirk sam ist, während Hochfrequenzanteile gesperrt werden. Durch die Kapazitätsdioden 30 und 31 wird somit ohne aufgestecktes Ober teil O nur das Unterteil abgestimmt, während bei aufgestecktem Oberteil O sowohl das Unter- als auch das Oberteil abgestimmt werden.The receiving parts in the upper part O and lower part U are dimensioned so that the respective receiving coil 6 , 7 or 13 , 14 form a resonance circuit with the downstream elements as long as the PIN diodes 4 and 9 are not conducting. When the upper part O is inserted, both receiving circuits are connected in parallel. The arrangement is matched to the exact operating frequency for upper part O and lower part U by the two capacitance diodes 30 and 31 . The capacitance of these diodes is determined by the voltage present between the control connections S 1 and S 3 , since the control connection S 3 is connected to the cathode of the two capacitance diodes 30 and 31 and the control connection S 1 is connected to the respective anodes. The blocking chokes 20 , 22 and 25 provided in the respective control connections ensure that this connection is only effective for direct voltage while high-frequency components are blocked. With the capacitance diodes 30 and 31 , only the lower part is matched without an upper part O attached, while with the upper part O attached both the lower and the upper part are coordinated.

Das an der Anode der Kapazitätsdiode 31 anstehende Hochfre quenzsignal wird als Empfangssignal über eine Kapazitätsdiode 34 und über einen Kondensator 48 der Hochfrequenz-Ausgangs klemme S5 zugeführt. Durch den Kapazitätswert der Kapazitäts diode 34 wird die Anordnung an den Wellenwiderstand des Anschluß kabels angepaßt. Der Kapazitätswert der Kapazitätsdiode 34 wird durch die zwischen den Steueranschlüssen S1 und S4 anstehende Gleichspannung bestimmt, da der Steueranschluß S1 über die Sperrdrossel 20 mit der Anode der Kapazitätsdiode 34 und über die Sperrdrossel 26 mit deren Kathode verbunden ist. Auch die Anpassung der Schaltung an den Wellenwiderstand der Zuleitung erfolgt also für Oberteil O und Unterteil U gemeinsam.The pending at the anode of the capacitance diode 31 Hochfre frequency signal is supplied as a received signal via a capacitance diode 34 and a capacitor 48 of the high-frequency output terminal S 5 . Through the capacitance value of the capacitance diode 34 , the arrangement is adapted to the characteristic impedance of the connecting cable. The capacitance value of the capacitance diode 34 is determined by the DC voltage present between the control connections S 1 and S 4 , since the control connection S 1 is connected to the anode of the capacitance diode 34 via the blocking inductor 20 and to the cathode thereof via the blocking inductor 26 . The adaptation of the circuit to the characteristic impedance of the supply line also takes place jointly for upper part O and lower part U.

Über den Steueranschluß S2 werden die PIN-Dioden 4 und 9 und damit die Entkopplung der Empfangskreise des Oberteils O und des Unterteils U gesteuert. In der Anregungsphase, wenn also die Empfangskreise verstimmt werden sollen, wird der Steuer anschluß S2 mit einem Steuerstrom IS in der in Fig. 2 einge zeichneten Richtung beaufschlagt. Sofern das Oberteil O einge steckt ist, fließt dieser Strom I_S über die Sperrdrossel 23, den Steckkontakt 18, das Spulensegment 14, die Sicherung 12, die Induktivität 8, die PIN-Diode 9, das Spulensegment 13, die Steckverbindung 15, das Spulensegment 6, die Sicherung 5, die Induktivität 1, die PIN-Diode 4, das Spulensegment 7, die Sperrdrossel 21 und den Steueranschluß S1. In diesem Fall sind also die PIN-Dioden 4 und 9 gleichstrommäßig hintereinander geschaltet und werden gleichzeitig eingeschaltet.The PIN diodes 4 and 9 and thus the decoupling of the receiving circuits of the upper part O and the lower part U are controlled via the control connection S 2 . In the excitation phase, when the receiving circuits are to be detuned, the control connection S 2 is acted upon by a control current IS in the direction shown in FIG. 2. If the upper part O is inserted, this current I _{S flows} through the blocking inductor 23 , the plug contact 18 , the coil segment 14 , the fuse 12 , the inductor 8 , the PIN diode 9 , the coil segment 13 , the plug connection 15 , the coil segment 6 , the fuse 5 , the inductance 1 , the PIN diode 4 , the coil segment 7 , the blocking inductor 21 and the control connection S 1 . In this case, the PIN diodes 4 and 9 are connected in series in direct current and are switched on at the same time.

Wenn dagegen das Oberteil O nicht eingesteckt ist, fließt der Steuerstrom IS unter Überwindung der Schwellwertspannung der beiden Dioden 27 über die Dioden 27, die Sperrdrossel 24, das Spulensegment 6, die Sicherung 5, die Induktivität 1, die PIN-Diode 4, das Spulensegment 7 und die Sperrdrossel 21 zum Steueranschluß S1. In diesem Fall wird also nur das Unterteil U verstimmt, ohne daß weitere, das fehlende Oberteil O berück sichtigende Maßnahmen erforderlich wären.If, on the other hand, the upper part O is not plugged in, the control current IS flows overcoming the threshold voltage of the two diodes 27 via the diodes 27 , the blocking inductor 24 , the coil segment 6 , the fuse 5 , the inductor 1 , the PIN diode 4 , the coil segment 7 and the blocking choke 21 for the control connection S 1 . In this case, only the lower part U is detuned without further measures taking the missing upper part O being necessary.

Durch die beiden Dioden 27 wird erreicht, daß der Steuerstrom I_S bei aufgestecktem Oberteil über die Reihenschaltung der PIN- Dioden 4 und 9 fließt und nicht nur über die PIN-Diode 4. Dabei sind zwei Dioden 27 in Reihe geschaltet, damit deren summierter Schwellwert den Schwellwert der PIN-Diode 9 überschreitet und diese in den leitenden Zustand übergeht.The two diodes 27 ensure that the control current I _S flows through the series connection of the PIN diodes 4 and 9 when the upper part is plugged in, and not only through the PIN diode 4 . Two diodes 27 are connected in series so that their summed threshold value exceeds the threshold value of the PIN diode 9 and this changes into the conductive state.

Im Empfangsfall müssen die PIN-Dioden 4 und 9 durch Aufschal tung einer Spannung in Sperrichtung gesperrt werden. Hierzu wird an den Steueranschluß S2 eine bezüglich dem Steueranschluß S1 negative Spannung angelegt. Diese Spannung wird mit dem aus den Widerständen 28 und 29 bestehenden Spannungsteiler hal biert. An der PIN-Diode 4 steht über die Sperrdrossel 21 und dem Spulensegment 7 einerseits, sowie über die Sperrdrossel 24, dem Spulensegment 6, die Sicherung 5 und die Induktivität 1 andererseits die am Widerstand 28 abfallende Spannung an. Da diese in Sperrichtung der PIN-Diode 4 liegt, wird diese ge sperrt und der Empfangsteil des Unterteils U kann in Resonanz die Signale empfangen. An der PIN-Diode 9 steht - sofern das Oberteil O eingesteckt ist - die am Widerstand 29 abfallende Spannung an, und zwar einerseits über die Sperrdrossel 23, den Steckkontakt 18, das Spulensegment 14 und die Sicherung 12 und andererseits über die Sperrdrossel 24, den Steckkontakt 15 und das Spulensegment 13.When received, the PIN diodes 4 and 9 must be blocked by switching on a voltage in the reverse direction. For this purpose, a voltage which is negative with respect to the control connection S 1 is applied to the control connection S 2 . This voltage is haliert with the existing from the resistors 28 and 29 voltage divider hal. At the PIN-diode 4 is connected via the blocking choke 21 and on the coil portion 7 on the one hand, and on the blocking choke 24, the coil segment 6, the fuse 5 and the inductor 1 on the other hand, the drop across the resistor 28 voltage. Since this is in the reverse direction of the PIN diode 4 , it is blocked and the receiving part of the lower part U can receive the signals in resonance. At the PIN diode 9 - if the upper part O is inserted - the voltage drop across the resistor 29 is present, on the one hand via the blocking inductor 23 , the plug contact 18 , the coil segment 14 and the fuse 12 and on the other hand via the blocking inductor 24 Plug contact 15 and the coil segment 13 .

Die dabei an der PIN-Diode 9 anliegende Spannung liegt eben falls in Sperrichtung, so daß bei aufgestecktem Oberteil gleich zeitig mit der PIN-Diode 4 auch die PIN-Diode 9 sperrt und somit beide Empfangskreise in Resonanz arbeiten.The voltage applied to the PIN diode 9 is just in the reverse direction, so that when the upper part is plugged in, the PIN diode 9 also blocks with the PIN diode 4 and thus both receiving circuits work in resonance.

Mit einer Steuerspannung an der Klemme S2 kann daher der Empfangskreis des Unterteils und - sofern das Oberteil O ein gesteckt ist - auch der Empfangskreis des Oberteils O wirksam oder unwirksam, d. h. vom Anregefeld entkoppelt, geschaltet werden. Bei der Ansteuerung muß keine Rücksicht darauf ge nommen werden, ob das Oberteil eingesteckt ist oder nicht.With a control voltage at the terminal S 2 , the receiving circuit of the lower part and - if the upper part O is inserted - the receiving circuit of the upper part O can therefore be switched effective or ineffective, ie decoupled from the excitation field. When actuating, no consideration must be given to whether the upper part is inserted or not.

Die beschriebene Lokalspule ermöglicht daher einen vielseitigen Betrieb sowohl mit als auch ohne Oberteil, wobei die Ansteue rung unabhängig vom Betrieb mit oder ohne Oberteil möglich ist.The local coil described therefore enables a versatile Operation both with and without an upper part, whereby the control Independent of operation, with or without an upper part is.

Claims

1. Local coil for magnetic resonance imaging with a lower part (U) and an upper part (O) which can be plugged in via plug connections ( 15-18 ), both the lower part (U) and the upper part (O) each having at least one RF coil ( 6 , 7 ; 13 , 14 ) and the lower part (U) can be used separately and contains a common adjustment and matching circuit ( 30 , 31 , 34 ) for both parts, characterized in that for decoupling the local coil from a whole-body antenna a PIN diode ( 4 or 9 ) is provided as a separating diode in the receiving circuit of the lower and upper part and that a control current for controlling the PIN diodes ( 4 , 9 ) when the upper part (O) is plugged in via the two PIN Diodes ( 4 , 9 ) in a row and without an attached upper part (O) are only routed via the PIN diode ( 4 ) of the lower part (U).

2. Local coil according to claim 1, characterized in that a control circuit is provided in the lower part (U), which in series connection a first control connection (S 2 ), a threshold element ( 27 ), a blocking choke ( 24 ), the PIN Diode ( 4 ), a blocking choke ( 21 ) and a second control connection (S 1 ) and that a further control circuit for the PIN diode ( 9 ) of the upper part (O) is seen before, the first control connection (S 2 ) a blocking choke ( 23 ), a first plug contact ( 18 ) of the upper part (O), the PIN diode ( 9 ), a second plug contact ( 15 ) of the upper part (O), the PIN diode ( 4 ), the blocking choke ( 21 ) and the second control connection (S 1 ) runs.

3. Local coil according to claim 2, characterized in that between the two control connections (S 1 , S 2 ) a voltage divider circuit is provided from two identical resistors ( 28 , 29 ), the center point with the connection point of the threshold circuit ( 27 ) and Blocking throttle ( 24 ) is connected.

4. Local coil according to claim 2 or 3, characterized in that the threshold circuit ( 27 ) consists of two diodes connected in series with the same direction.

5. Local coil according to one of claims 1 to 4, characterized in that the RF coil ( 13 , 14 ) of the RF coil ( 6 , 7 ) of the lower part (U) is connected in parallel when the upper part (O) is plugged on.

6. Local coil according to one of claims 1 to 5, characterized in that the adjustment circuit of the lower part (U) contains a series connection of two opposite polarity-reversed capacitance diodes ( 30 , 31 ) to which the RF coil of the lower part (U) is connected is that the connection point of the two capacitance diodes ( 30 , 31 ) is connected to a control connection (S 3 ) via a blocking choke ( 25 ) and that the ends of the series connection of the capacitance diodes ( 30 , 31 ) are each connected via a blocking choke ( 20 , 22 ) are connected to a reference voltage terminal (S 1 ).

7. Local coil according to one of claims 1 to 6, characterized in that the adjustment circuit contains a capacitance diode ( 34 ) via which the RF coil ( 6 , 7 ) of the lower part (U) and optionally the RF coil ( 13th , 14 ) of the upper part (O) is connected to a high-frequency connection (S 5 ) and that both ends of the capacitance diode ( 34 ) are each connected to a control connection (S 1 , S 5 ) via a blocking choke ( 20 , 26 ).

8. Local coil according to one of claims 1 to 7, characterized in that each control connection (S 1- S 5 ) via a capacitor ( 38 , 39 , 41 , 42 ) is connected to a reference voltage potential.