DE4322352A1 - Hochfrequenz-System einer Anlage zur Kernspintomographie mit einer galvanisch entkoppelten Lokalspuleneinrichtung - Google Patents
Hochfrequenz-System einer Anlage zur Kernspintomographie mit einer galvanisch entkoppelten LokalspuleneinrichtungInfo
- Publication number
- DE4322352A1 DE4322352A1 DE4322352A DE4322352A DE4322352A1 DE 4322352 A1 DE4322352 A1 DE 4322352A1 DE 4322352 A DE4322352 A DE 4322352A DE 4322352 A DE4322352 A DE 4322352A DE 4322352 A1 DE4322352 A1 DE 4322352A1
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- antenna
- local coil
- coil device
- frequency
- field
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
- G01R33/00—Arrangements or instruments for measuring magnetic variables
- G01R33/20—Arrangements or instruments for measuring magnetic variables involving magnetic resonance
- G01R33/28—Details of apparatus provided for in groups G01R33/44 - G01R33/64
- G01R33/32—Excitation or detection systems, e.g. using radio frequency signals
- G01R33/36—Electrical details, e.g. matching or coupling of the coil to the receiver
- G01R33/3692—Electrical details, e.g. matching or coupling of the coil to the receiver involving signal transmission without using electrically conductive connections, e.g. wireless communication or optical communication of the MR signal or an auxiliary signal other than the MR signal
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
- G01R33/00—Arrangements or instruments for measuring magnetic variables
- G01R33/20—Arrangements or instruments for measuring magnetic variables involving magnetic resonance
- G01R33/28—Details of apparatus provided for in groups G01R33/44 - G01R33/64
- G01R33/32—Excitation or detection systems, e.g. using radio frequency signals
- G01R33/36—Electrical details, e.g. matching or coupling of the coil to the receiver
- G01R33/3642—Mutual coupling or decoupling of multiple coils, e.g. decoupling of a receive coil from a transmission coil, or intentional coupling of RF coils, e.g. for RF magnetic field amplification
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
- Magnetic Resonance Imaging Apparatus (AREA)
Description
Die Erfindung bezieht sich auf ein Hochfrequenz-System
einer Anlage zur Kernspintomographie, das zur Anregung von
Kernspins in einem zu untersuchenden Körper mit einer Hoch
frequenz-Sendevorrichtung versehen ist und zur Detektion
von durch die Kernspinanregung verursachten, hochfrequen
ten B-Feld-Komponenten eine Hochfrequenz-Empfangsvorrich
tung enthält, die eine an dem Körper anzuordnende, gal
vanisch von den übrigen Teilen der Hochfrequenz-Empfangs
vorrichtung getrennte Lokalspuleneinrichtung sowie eine
die Lokalspuleneinrichtung umgebende, mit dieser induktiv
gekoppelte äußere Empfangsantenne aufweist. Ein entspre
chendes Hochfrequenz(HF)-System geht aus der DE-OS
35 00 456 hervor.
Anlagen zum Erzeugen von Schnittbildern eines zu untersu
chenden Objektes, insbesondere eines menschlichen Körpers
oder Körperteils, unter Anwendung magnetischer Kernreso
nanzen sind an sich bekannt. Hierbei wird der zu untersu
chende Körper in ein starkes homogenes Magnetfeld, das so
genannte Grundfeld, eingebracht, das in dem Körper eine
Ausrichtung der Kernspins von Atomkernen, insbesondere von
an Wasser gebundenen Wasserstoffatomkernen (Protonen), be
wirkt. Mittels hochfrequenter Anregungsimpulse werden dann
diese Kerne zu einer Präzessionsbewegung angeregt. Nach
dem Ende eines Anregungsimpulses präzessieren die Atomker
ne mit einer Frequenz, die von der Stärke des Grundfeldes
abhängt, und pendeln sich dann aufgrund ihrer Spins nach
einer vorbestimmten Relaxationszeit wieder in die durch
das Grundfeld vorgegebene Vorzugsrichtung ein. Durch rech
nerische und/oder meßtechnische Analyse der integralen,
hochfrequenten Kernsignale kann bezüglich einer Körper
schicht aus der räumlichen Spindichte oder aus der Ver
teilung der Relaxationszeiten ein Bild erzeugt werden. Die
Zuordnung des in Folge der Präzessionsbewegung nachweisba
ren Kernresonanzsignals zum Ort seiner Entstehung erfolgt
durch Anwendung linearer Feldgradienten. Hierzu werden
entsprechende Gradientenfelder dem Grundfeld überlagert
und so gesteuert, daß nur in einer abzubildenden Schicht
eine Anregung der Kerne erfolgt. Eine auf diesen physika
lischen Effekten basierende Bilddarstellung ist bekannt
unter der Bezeichnung Kernspin(KST)-Tomographie oder
Nuclear-Magnetic-Resonance (NMR)-Tomographie.
Zur Hochfrequenz(HF)-Anregung der Kernspins ist eine Sen
devorrichtung mit mindestens einer Antenne erforderlich.
Wie aus der Literaturstelle "ntz Archiv", Band 11 (1989),
Heft 5, Seiten 237 bis 243 oder aus der EP-B-0 073 375
hervorgeht, kann eine entsprechende Antenne als sogenann
ter Ganzkörperresonator ausgebildet sein.
Sollen insbesondere Körperbereiche mit verhältnismäßig ge
ringer Ausdehnung abgebildet werden, so kann eine Empfangs
vorrichtung mit einer Lokalspuleneinrichtung vorgesehen
werden. Eine solche Lokalspuleneinrichtung weist eine Ober
flächen- oder Lokalspule auf, die einfach auf den abzubil
denden Körperteil, beispielsweise einen Wirbel, das Mit
telohr oder ein Auge aufgelegt wird. Eine solche Lokal
spule besteht im einfachsten Fall aus einer kreisförmigen
Antennenschleife aus Draht, die an mindestens einer Stelle
eine durch einen Kondensator überbrückte Trennstelle auf
weist und die hochfrequenzmäßig beschaltet ist (vgl. die
genannte Literaturstelle aus "ntz Archiv"). Im allgemei
nen verwendet man eine derartige Lokalspule lediglich zum
Empfang der durch die Kernspinanregung hervorgerufenen HF-
Signale in Form eines entsprechenden B-Feldes, während die
Anregung der Kernspins mit einer Sendeantenne, beispiels
weise mit einer als Rundhohlleiterantenne gestalteten
Ganzkörperantenne erfolgt. In einer entsprechenden Ausfüh
rungsform eines HF-Systems sind somit für eine Bilderzeu
gung zwei verschiedene HF-Vorrichtungen, nämlich eine HF-
Sendevorrichtung und eine HF-Empfangsvorrichtung vorzu
sehen.
Bei entsprechenden bekannten HF-Systemen werden die mit
einer Lokalspule detektierten HF-Signale häufig über ein
Zuleitungs- bzw. Anschlußkabel aus dem Untersuchungsbe
reich der jeweiligen Anlage nach außen einer signalverar
beitenden Elektronik zugeführt. Dabei kann jedoch das Zu
leitungskabel hinderlich sein. Außerdem bilden sich auf
dem Zuleitungskabel störende Mantelwellen aus, die zu
einer unerwünscht hohen Leistungsdichte an dem zu unter
suchenden Körper führen können. Diese Probleme sind prak
tisch nicht mehr gegeben, wenn eine entsprechende Lokal
spuleneinrichtung galvanisch von den übrigen Teilen der
Empfangsvorrichtung getrennt wird. Bei einer solchen, aus
der eingangs erwähnten DE-OS 35 00 456 zu entnehmenden
Empfangsvorrichtung wird mit der Lokalspuleneinrichtung
eine bestimmte Komponente des von dem Körper hervorgeru
fenen B-Feldes erfaßt, die in der mindestens einen An
tennenschleife der Lokalspuleneinrichtung einen entspre
chenden Strom hervorruft. Das damit verbundene B-Feld wird
mit einer zugeordneten Empfangsantenne detektiert, welche
den zu untersuchenden Körper und damit auch die Lokalspu
leneinrichtung umgibt. Das so in dieser äußeren Antenne
induzierte Signal wird dann in bekannter Weise einer nach
geordneten Elektronik zur Weiterverarbeitung zugeführt.
Bei einer derartigen Empfangsvorrichtung kann wegen der
induktiven Kopplung zwischen der Lokalspuleneinrichtung
und der äußeren Empfangsantenne das Meßsignal der Lokal
spuleneinrichtung nur entsprechend der Kopplung geschwächt
auf die äußere Empfangsantenne übertragen werden. Dann ist
jedoch der von der äußeren Empfangsantenne verursachte
Rauschanteil des Signals, das einer nachgeordneten Elek
tronik zugeführt wird, nicht mehr vernachlässigbar. Die
ses Problem hinsichtlich des Signal-zu-Rauschanteils bzw.
S/N-Verhältnisses in dem der nachgeordneten signalverar
beitenden Elektronik zugeführten HF-Signal ist insbeson
dere dann von Bedeutung, wenn die feldsensitiven Teile der
Lokalspuleneinrichtung verhältnismäßig klein sind oder die
äußere Empfangsantenne einen verhältnismäßig schlechten
Gütefaktor aufweist.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es deshalb, das HF-
System mit den eingangs genannten Merkmalen dahingehend
auszugestalten, daß die vorstehend erwähnten Probleme hin
sichtlich einer Verschlechterung des Signal-zu-Rausch
(S/N)-Verhältnisses zumindest verringert sind und dabei
ein ungestörter Betrieb der verwendeten Elektronik gewähr
leistet ist.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die
Lokalspuleneinrichtung mindestens zwei Antennenschleifen
enthält, zwischen die eine Verstärkereinheit geschaltet
ist, und daß von der Lokalspuleneinrichtung aufgrund der
von ihr detektierten, ursprünglichen B-Feld-Komponenten
neue, mit der äußeren Empfangsantenneneinrichtung zu de
tektierende B-Feld-Komponenten zu erzeugen sind, die zu
mindest weitgehend orthogonal bezüglich der ursprünglichen
B-Feld-Komponenten orientiert sind.
Die erfindungsgemäßen Maßnahmen gewährleisten zum einen,
daß das induktiv auf die äußere Empfangsantenne zu über
tragende Signal der Lokalspuleneinrichtung hinreichend
angehoben ist, so daß vorteilhaft der Rauschanteil der
äußeren Empfangsantenne in dem S/N-Verhältnis nur noch von
untergeordneter Bedeutung ist. Zum anderen werden vor
teilhaft Probleme hinsichtlich einer Schwingungsneigung
der Verstärkereinheit unterdrückt. Insbesondere bei einem
verhältnismäßig hohen Verstärkungsfaktor der Verstärker
einheit tritt nämlich eine Verkopplung von Ein- und Aus
gang der Verstärkereinheit auf, die von dem zu untersu
chenden Körper beeinflußt und so zu einer unerwünschten
Schwingungsneigung führen kann. Deshalb sind erfindungsge
mäß zwei entkoppelte Signalwege vorgesehen, nämlich zum
einen für die Signalübertragung aus dem zu untersuchenden
Körper hin zur Lokalspuleneinrichtung und zum anderen für
die Übertragung der verstärkten Signale von der Lokalspu
leneinrichtung hin zu der äußeren Empfangsantenne. Diese
Entkopplung wird dadurch erreicht, daß für die beiden
Signalwege nur zueinander orthogonale B-Feld-Komponenten
berücksichtigt sind. Hierzu muß die Lokalspuleneinrichtung
mindestens zwei Antennenschleifen besitzen. Dann ergeben
sich zwei prinzipielle Möglichkeiten für die erwähnte Aus
wahl der B-Feld-Komponenten:
- 1) Man ordnet die erste und zweite Antennenschleife ortho gonal zueinander an, so daß mit der ersten Antennen schleife nur eine vorbestimmte B-Feld-Komponente zu detektieren ist, während mit der zweiten Antennen schleife eine dazu orthogonale B-Feld-Komponente er zeugt wird;
oder
- 2) man detektiert mit beiden Antennenschleifen nur die eine vorbestimmte B-Feld-Komponente. Dann muß mit Hilfe der Verstärkereinheit gewährleistet werden, daß mit diesen beiden Antennenschleifen eine dazu orthogonale B-Feld-Komponente abgestrahlt wird.
Vorteilhafte Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen HF-
Systems gehen aus den abhängigen Ansprüchen hervor.
Zur weiteren Erläuterung der Erfindung wird nachfolgend
auf die Zeichnung Bezug genommen, in deren Fig. 1 ein
erfindungsgemäßes HF-System angedeutet ist. Aus Fig. 2
sind die Signalwege in der Empfangsvorrichtung dieses HF-
Systems ersichtlich. Fig. 3 zeigt eine erste Ausbildungs
möglichkeit einer Lokalspuleneinrichtung dieser Empfangs
vorrichtung. Aus den Fig. 4 und 5 geht eine weitere
Ausbildungsmöglichkeit einer Lokalspuleneinrichtung für
zwei unterschiedliche Polarisationsverhältnisse hervor.
Fig. 6 zeigt ein Ersatzschaltbild eines HF-Systems für
eine zirkulare Polarisation. In den Figuren sind sich
entsprechende Teile mit denselben Bezugszeichen versehen.
Das in Fig. 1 als Längsschnitt schematisch veranschau
lichte, allgemein mit 2 bezeichnete HF-System einer An
lage zur Kernspintomographie befindet sich z. B. in einem
in der Figur nicht dargestellten, hohlzylinderförmigen
Grundfeldmagneten. Die Zylinderachse kann dabei in z-Rich
tung eines rechtwinkligen x-y-z-Koordinatensystems liegen.
Das HF-System 2 enthält eine HF-Sendevorrichtung, mit de
ren Sendeantenne 3 beispielsweise ein Ganzkörperresonator
zur Anregung von Kernspins in einem zu untersuchenden Kör
per 4 oder Körperbereich abgebildet ist. Dieser Körper 4
ist in der Figur nur durch eine schraffierte Fläche sche
matisch angedeutet und befindet sich innerhalb des von
dem Ganzkörperresonator umschlossenen Raumes. Die Sende
antenne weist zu einer beispielsweise linearen Polarisa
tion zwei Antennenleiter 3a und 3b auf, die sich z. B. in
z-Richtung erstrecken. Diese Antennenleiter sind über Re
sonanzkondensatoren 5 und 6 mit einem hohlzylindrischen,
konzentrisch um die z-Achse angeordneten HF-Schirm 7 ver
bunden. Dieser z. B. aus einer Cu-Folie bestehende HF-
Schirm ist für niederfrequente Gradientenfelder durchläs
sig, jedoch für HF-Felder praktisch undurchlässig. Er bil
det zusammen mit den Antennenleitern 3a und 3b eine Rund
hohlleiterantenne, deren Koppelelemente die Antennenleiter
3a und 3b sind. Das von dieser Antenne im Sendefall er
zeugte gepulste Magnetfeld sei durch seine Induktion Bs
angedeutet, deren ortsabhängige Richtung in der Figur in
bekannter Weise durch Punkte und Kreuze veranschaulicht
ist. Ein entsprechender Ganzkörperresonator ist z. B. aus
der DE-OS 41 13 120 zu entnehmen. Statt eines solchen Ganz
körperresonators in Form einer Rundhohlleiterantenne sind
selbstverständlich auch andere, an sich bekannte Antennen
konfigurationen, die resonante Schwingkreise darstellen,
für die HF-Sendevorrichtung einsetzbar.
Das HF-System 2 ist ferner mit einer HF-Empfangsvorrich
tung ausgestattet, mit der die durch Kernspinanregungen in
dem Körper 4 hervorgerufenen HF-Signale zu empfangen sind
und schließlich an eine nachgeordnete signalverarbeitende
Elektronik weitergeleitet werden. Erfindungsgemäß enthält
diese Empfangsvorrichtung zur Messung in einem verhältnis
mäßig eng begrenzten Körperbereich eine in der Figur nur
angedeutete Lokalspuleneinrichtung 10 mit mindestens zwei
Antennenschleifen 11 und 12 sowie mit einer Verstärkerein
heit 13. Diese an dem Körper 4, d. h. in der Nähe der Kör
peroberfläche anzuordnende Lokalspuleneinrichtung ist nur
sensitiv bezüglich einer vorbestimmten Komponente des hoch
frequenten B-Feldes, welches den von dem Körper 4 aufgrund
der Kernspinanregungen ausgehenden HF-Signalen (Feld) zu
geordnet ist. Diese Komponente wird nachfolgend mit B1 be
zeichnet. Das von der Lokalspuleneinrichtung detektierte
HF-Feld wird nicht über eine mit dieser Einrichtung ver
bundene Anschlußleitung an die nachgeordnete, signalverar
beitende Elektronik weitergeleitet. Vielmehr wird das ver
stärkte Signal in Form einer B-Feld-Komponente, die ortho
gonal zu der detektierten B-Feld-Komponente (B1) ausgerich
tet ist und nachfolgend mit B2 bezeichnet wird, induktiv
auf eine zugeordnete Empfangsantenne übertragen. Die Lo
kalspuleneinrichtung wird deshalb auch als "kabellos"
betrachtet. Die die B2-Komponente detektierende Antenne
soll außerhalb des Bereichs des zu untersuchenden Teils
des Körpers 4 und der Lokalspuleneinrichtung 10 angeordnet
sein. Sie wird deshalb nachfolgend als äußere, die Lokal
spuleneinrichtung umgebende Empfangsantenne bezeichnet.
Gemäß der in der Figur dargestellten Ausführungsform wird
die Sendeantenne 3 zugleich auch als äußere, mit 3′ be
zeichnete Empfangsantenne verwendet. Darüber hinaus ist
es ebensogut auch möglich, eine spezielle Empfangsantenne
vorzusehen. Von der äußeren Empfangsantenne 3′ wird dann
das detektierte HF-Signal an die nachgeordnete signalver
arbeitende Elektronik in bekannter Weise abgeführt.
Die Signalwege in der erfindungsgemäß ausgestalteten HF-
Empfangsvorrichtung sind in Fig. 2 in Form einer Prinzip
darstellung angedeutet. Bei der allgemein mit 15 bezeich
neten HF-Empfangsvorrichtung werden zwei entkoppelte Si
gnalwege W1 und W2 zum einen für die Signalübertragung aus
dem zu untersuchenden Teil des Körpers 4 zur Lokalspulen
einrichtung 10 und zum anderen des mit der Verstärkerein
heit 13 verstärkten Signals von der Lokalspuleneinrichtung
10 zur Empfangsantenne 3′ genutzt. Dabei wird das Kernre
sonanzsignal aus dem Körperteil z. B. in Form einer ersten
B-Feld-Komponente B1 von der Antennenschleife 11 empfan
gen, in der Verstärkereinheit 13 verstärkt und mittels der
Antennenschleife 12 als zweite B-Feldkomponente B2, die
orthogonal zu B1 ist, zu der Empfangsantenne 3′ weiterge
geben (gesendet). Die Verstärkereinheit 13 ist dann ein
2-Torverstärker, dessen Verstärkung durch die Entkopplung
der beiden Übertragungswege begrenzt wird. In der Figur
soll durch die gestrichelte Linie 16 der Lokalspulenein
richtung 10 angedeutet sein, daß auch mit beiden Anten
nenschleifen 11 und 12 in einem ersten Spulenmode emp
fangen und in einem zweiten Spulenmode gesendet werden
kann. Die direkte Kopplung der Empfangsantenne 3′ mit
dem Gewebe des Körpers 4 ist durch eine gepfeilte Linie
14 symbolisiert.
Bei einem HF-System mit linearer Polarisierung wird vor
teilhaft für den Signalweg W1 Körper 4→ Lokalspulenein
richtung 10 die B-Feld-Komponente B1 ausgenutzt, die senk
recht zu dem von der Sendeantenne 3 erzeugten Sendefeld Bs
steht. Die B-Feld-Komponente B2, deren Orientierung mit
der des Sendeantennenfeldes Bs übereinstimmt, dient dann
zur Kopplung Lokalspuleneinrichtung 10→ Empfangsantenne
3′. Eine hierfür mögliche Anordnung der Antennenschleifen
11 und 12 einer Lokalspuleneinrichtung 10a ist in Fig. 3
angedeutet. Die Normale N1 auf der von der Antennenschlei
fe 11 aufgespannten Fläche ist senkrecht bezüglich der
Normalen N2 ausgerichtet, die auf der von der Antennen
schleife 12 aufgespannten Fläche steht. In die Richtungen
von N1 und N2 weisen dabei auch die B-Feld-Komponenten B1
bzw. B2. In der Lokalspuleneinrichtung wird das empfangene
Signal an einem Resonanzkondensator C1 in der Antennen
schleife 11 abgenommen und der Verstärkereinheit 13 zu
geführt. Das verstärkte Signal wird dann an einem Reso
nanzkondensator C2 in die Antennenschleife 12 eingespeist.
Wie ferner in Fig. 3 angedeutet ist, kann die abstrah
lende Antennenschleife 12 auch eine kleinere geometrische
Ausdehnung (Fläche) haben als die empfangende Antennen
schleife 11. Jede Antennenschleife kann mindestens eine
Windung aufweisen. Selbstverständlich ist es auch möglich,
für jede Antennenschleife ein System aus mehreren Anten
nenschleifen vorzusehen.
Eine weitere Möglichkeit der Ausbildung einer Lokalspulen
einrichtung 10b ist in Fig. 4 veranschaulicht. Hierbei
wird von einer Doppelschleifenanordnung vom sogenannten
"Butterfly-Typ" ausgegangen, wie er prinzipiell aus "Mag.
Reson. Med.", Vol. 4, 1987, Seiten 179 bis 184 bekannt
ist. Bei diesem Typ liegen die beiden Antennenschleifen 11
und 12 im Gegensatz zu der Ausführungsform der Lokalspu
leneinrichtung 10a nach Fig. 3 in einer gemeinsamen Ebe
ne. Die Verstärkereinheit 13 der mit 10b bezeichneten Ein
richtung enthält ihr Eingangssignal aus der B-Feld-Kompo
nente B1, die senkrecht zu der mit den Schleifen 11 und 12
belegten Fläche gerichtet ist, so daß in den beiden Schlei
fen 11 und 12 gleichsinnig orientierte Ströme angeregt
werden. Die Verstärkereinheit gibt dann ihr Eingangssignal
in den dazu orthogonalen B-Feld-Mode B2, der als Strom die
beiden Schleifen in entgegengesetzter Richtung durchsetzt.
Die Kondensatoren C3 und C4 dienen zu einer Kompensation
der Schleifenkopplung für gleiche Resonanzfrequenzen der
beiden Schwingungsmoden. Das die beiden Antennenschleifen
11 und 12 verknüpfende Netzwerk, das die Verstärkereinheit
13 mit umfaßt, ist in der Figur mit 17 bezeichnet.
Bei einem zirkular polarisierenden HF-System wird aus dem
Körper 4 nur die rechtsdrehende B-Feld-Komponente B1 emp
fangen. Das empfangene Signal wird verstärkt und wieder so
in die Antennenschleifen eingespeist, daß ein linksdrehen
des B-Feld mit der Komponente B2 entsteht. Auch hier sind
dann Eingang und Ausgang der verwendeten Verstärkereinheit
entkoppelt. Für ein entsprechendes HF-System können sowohl
die Ausführungsform einer Lokalspuleneinrichtung 10a gemäß
Fig. 3 als auch die Ausführungsform einer Lokalspulenein
richtung 10b gemäß Fig. 4 zugrundegelegt werden. Ein Aus
führungsbeispiel einer Lokalspuleneinrichtung 10c mit zwei
Antennenschleifen 11 und 12 in einer Doppelschleifenanord
nung entsprechend Fig. 4 geht aus Fig. 5 hervor. Bei
diesem Ausführungsbeispiel werden die orthogonalen B-Feld-
Komponenten für den rechtsdrehend zirkularen Empfang in
einer auch als π/2-Hybrid bezeichneten 90°-Hybridschal
tung 13a der Verstärkereinheit 13 zusammengeführt. Ein Ab
schlußwiderstand an der Hybridschaltung ist mit 13c be
zeichnet. Das mittels eines Reflexionsverstärkers 13b
verstärkte Signal wird dann wieder der gleichen Hybrid
schaltung zugeführt, die daraus mit den Schleifen 11 und
12 ein linksdrehend zirkulares Signal unter Ausbildung der
B-Feld-Komponente B2 zu der äußeren Empfangsantenne aus
sendet. Das vorzusehende Netzwerk zwischen den beiden An
tennenschleifen 11 und 12, an welches die Hybridschaltung
13a angeschlossen ist, ist in der Figur mit 18 bezeichnet.
Bei einer linear polarisierten Sendeantenne 3 zusammen mit
einer linear polarisierenden Lokalspuleneinrichtung 10
sind aufgrund der erfindungsgemäßen Maßnahmen Ein- und
Ausgang der mit den Antennenschleife 11 und 12 verbundenen
Verstärkereinheit 13 entkoppelt. Dieselben Verhältnisse er
geben sich bei einer zirkular polarisierenden Sendeantenne
und einer zirkular polarisierenden Lokalspuleneinrichtung
mit gegensinnigen Drehrichtungen der B-Felder für Ein- und
Ausgang der Verstärkereinheit. D.h., für das HF-System
nach der Erfindung werden vorteilhaft gleiche Polarisie
rungsverhältnisse für die HF-Sendevorrichtung und die
HF-Empfangsvorrichtung vorgesehen.
Eine kabellose, linear polarisierende Lokalspuleneinrich
tung in einer linear polarisierenden Sendevorrichtung
unterliegt gegenüber einer über Zuleitungskabel an ge
schlossenen Lokalspuleneinrichtung Einschränkungen hin
sichtlich der Positionierung. So müssen orthogonale
B-Feld-Orientierungen von Sendevorrichtung und dem Sen
desystem der Lokalspuleneinrichtung vermieden werden,
weil sonst eine Signalübertragung unterdrückt würde.
Neben den in den Fig. 1 bis 5 angedeuteten Bauteilen
muß eine Lokalspuleneinrichtung eines erfindungsgemäßen
HF-Systems auch eine Stromversorgung für die Verstärker
einheit 13 besitzen, die sich im allgemeinen aus einem
Vorverstärker und gegebenenfalls aus einer zum Betrieb er
forderlichen Zusatzelektronik zusammensetzt. Als Haupt
verbraucher mit etwa 10 mA bei 10 bis 15 V Betriebsspan
nung für eine optimale Rauschzahl ist ein üblicherweise
verwendet er Dualgate-MOSFET (Metal Oxide Semiconductor-
Feldeffekttransistor) anzusehen. Da dieser nur jeweils für
einige Sekunden nach den Sendeimpulsen der Sendevorrich
tung aktiviert sein muß, kann eine Stromversorgung aus
unmagnetischen Lithiumbatterien oder aus Bleiakkus eine
ausreichende Betriebsdauer gewährleisten.
Für einen Sendebetrieb müssen die verwendeten Antennen
schleifen der Lokalspuleneinrichtung verstimmt werden.
Dies kann z. B. durch eine passive Verstimmschaltung er
zielt werden, bei der über zwei antiparallele Schaltdioden
bei hohen Empfangspegeln der jeweiligen Leiterschleife
eine Induktivität gleicher Größe parallelgeschaltet wird
und somit die Resonanzfrequenz erhöht wird. Gleichzeitig
kann vorteilhaft das Ansprechen der Verstimmschaltung
detektiert werden und dadurch die Stromversorgung der
Verstärkereinheit für eine vorgebbare Zeitspanne einge
schaltet werden, damit nach dem Ende eines Sendeimpulses
ein Empfangsbetrieb möglich ist.
Aufgrund der Verwendung einer kabellosen Lokalspulenein
richtung können ferner einige Anpassungen an eine gleich
zeitig zum Empfang dienende Sendevorrichtung erforderlich
sein. So ist gegebenenfalls bei einer linear polarisie
renden Sendevorrichtung am Empfängereingang ein zusätzli
cher Anpaßtransformator vorzusehen, da die Lokalspulen
einrichtung durch eine für sie erforderliche Verstimm
schaltung die Sendevorrichtung beim Sendebetrieb und
Empfangsbetrieb unterschiedlich belastet. Die Abstimmung
des Anpaßtransformators kann ähnlich wie bei bekannten
Lokalspuleneinrichtungen mit Kabelanschluß durch Senden
vom Empfängereingang in die Antenne bei kleinen Pegeln
geschehen, wobei die Verstimmschaltung der Lokalspulen
einrichtung noch nicht ansprechen darf.
Bei einer zirkular polarisierenden Sendevorrichtung wird
die linksdrehende B-Feld-Komponente ausgekoppelt. Ein Er
satzschaltbild eines entsprechenden HF-Systems ist in
Fig. 6 veranschaulicht. Dieses HF-System umfaßt eine Lo
kalspuleneinrichtung 20 mit zwei Antennenschleifen 21 und
22, ein mit einem Abschlußwiderstand 13c abgeschlossenes
90°-Hybrid 13a sowie einem Reflektionsverstärker 13b. Eine
Sende- und Empfangsvorrichtung 25 enthält einen Ganzkör
perresonator 26 mit zwei Antennenteilsystemen 26a und 26b,
die an ein 90°-Hybrid 27 angeschlossen sind. Dieses Hybrid
ist an einem seiner Anschlüsse mit einem Empfänger 28 ver
bunden, der bei einem Normalbetrieb (ohne Lokalspulenein
richtung 20) verwendet wird. Ein zweiter Anschluß des
Hybrids 27 führt zu einem Sende-Empfangs-Umschalter 30.
Dieser Umschalter verbindet im Sendefall einen Sender 31
mit dem Hybrid 27, während im Empfangsfall mit Lokalspu
leneinrichtung 20 über diesen Umschalter ein Empfänger 32
mit dem Hybrid 27 verbunden wird.
Wenn bei einer zirkular polarisierenden Sendevorrichtung
deren beide erforderlichen Antennenteilsysteme (26a, 26b)
getrennt werden, so ist es möglich, zusammen mit einer
linear polarisierenden Lokalspuleneinrichtung ein Teil
system der Sendevorrichtung für den Empfang und das an
dere Teilsystem für den Sendebetrieb zu verwenden. Ein
zusätzlicher Anpaßtransformator ist dann nicht erforder
lich.
Claims (9)
1. Hochfrequenz-System einer Anlage zur Kernspintomogra
phie, das
- a) zur Anregung von Kernspins in einem zu untersuchenden Körper mit einer Hochfrequenz-Sendevorrichtung verse hen ist
und
- b) zur Detektion von durch die Kernspinanregung verursach
ten hochfrequenten B-Feld-Komponenten eine Hochfre
quenz-Empfangsvorrichtung enthält, die
- - eine an dem Körper anzuordnende, galvanisch von den übrigen Teilen der Hochfrequenz-Empfangsvorrichtung getrennte Lokalspuleneinrichtung sowie
- - eine die Lokalspuleneinrichtung umgebende, mit dieser induktiv gekoppelte äußere Empfangsantenne aufweist,
dadurch gekennzeichnet, daß die
Lokalspuleneinrichtung (10, 10a, 10b, 10c, 20) mindestens
zwei Antennenschleifen (11, 12; 21, 22) enthält, zwischen
die eine Verstärkereinheit (13) geschaltet ist, und daß
von der Lokalspuleneinrichtung aufgrund der von ihr de
tektierten, ursprünglichen B-Feld-Komponenten (B1) neue,
mit der äußeren Empfangsantenne (3′) zu detektierende
B-Feld-Komponenten (B2) zu erzeugen sind, die zumindest
weitgehend orthogonal bezüglich der ursprünglichen B-
Feld-Komponenten (B1) orientiert sind.
2. Hochfrequenz-System nach Anspruch 1, dadurch
gekennzeichnet, daß die beiden Antennen
schleifen (11, 12) der Lokalspuleneinrichtung (10a) ortho
gonal zueinander angeordnet sind und mit einer Antennen
schleife (11) die ursprüngliche B-Feld-Komponente (B1)
zu empfangen und mit der anderen Antennenschleife (12) die
neue B-Feld-Komponente (B2) zu erzeugen sind.
3. Hochfrequenz-System nach Anspruch 2, dadurch
gekennzeichnet, daß die andere Antennen
schleife (12) zur Erzeugung der neuen B-Feld-Komponente
(B2) eine kleinere geometrische Ausdehnung hat als die
zur Detektion der ursprünglichen B-Feld-Komponente (B1)
dienende Antennenschleife (11).
4. Hochfrequenz-System nach Anspruch 1, dadurch
gekennzeichnet, daß mit den beiden Anten
nenschleifen (11, 12) sowohl die ursprüngliche B-Feld-
Komponente (B1) zu detektieren als auch die neue B-Feld-
Komponente (B2) zu erzeugen sind.
5. Hochfrequenz-System nach einem der Ansprüche 1 bis 4,
dadurch gekennzeichnet, daß die
äußere Empfangsantenne (3′) zugleich als eine Sendeanten
ne (3) der Hochfrequenz-Sendevorrichtung vorgesehen ist.
6. Hochfrequenz-System nach einem der Ansprüche 1 bis 4,
dadurch gekennzeichnet, daß die
Hochfrequenz-Sendevorrichtung eine von der äußeren Emp
fangsantenne unabhängige Sendeantenne aufweist.
7. Hochfrequenz-System nach einem der Ansprüche 1 bis 6,
dadurch gekennzeichnet, daß für
die Hochfrequenz-Sendevorrichtung und die Hochfrequenz-
Empfangsvorrichtung gleiche Polarisationsverhältnisse vor
gesehen sind.
Priority Applications (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE4322352A DE4322352C2 (de) | 1993-07-05 | 1993-07-05 | Hochfrequenz-System einer Anlage zur Kernspintomographie mit einer galvanisch entkoppelten Lokalspuleneinrichtung |
US08/248,992 US5473252A (en) | 1993-07-05 | 1994-05-25 | High-frequency apparatus for nuclear spin tomography |
JP17327794A JP3432896B2 (ja) | 1993-07-05 | 1994-07-01 | 核スピントモグラフィ装置の高周波装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE4322352A DE4322352C2 (de) | 1993-07-05 | 1993-07-05 | Hochfrequenz-System einer Anlage zur Kernspintomographie mit einer galvanisch entkoppelten Lokalspuleneinrichtung |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE4322352A1 true DE4322352A1 (de) | 1995-01-19 |
DE4322352C2 DE4322352C2 (de) | 1996-09-05 |
Family
ID=6492005
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE4322352A Expired - Fee Related DE4322352C2 (de) | 1993-07-05 | 1993-07-05 | Hochfrequenz-System einer Anlage zur Kernspintomographie mit einer galvanisch entkoppelten Lokalspuleneinrichtung |
Country Status (3)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US5473252A (de) |
JP (1) | JP3432896B2 (de) |
DE (1) | DE4322352C2 (de) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE19914220A1 (de) * | 1999-03-29 | 2000-10-26 | Siemens Ag | Magnetresonanz-Sendeantenne |
DE10105984C1 (de) * | 2001-02-09 | 2002-10-31 | Siemens Ag | Koaxialkabel und Magnetresonanzanlage mit einem solchen Koaxialkabel |
DE102007046082A1 (de) * | 2007-09-26 | 2009-04-16 | Siemens Ag | Hochfrequenzsendesystem, Magnetresonanzanlage und Verfahren zur Steuerung einer Magnetresonanzanlage |
Families Citing this family (26)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
AU3151997A (en) * | 1996-06-03 | 1998-01-05 | Samuel Roznitsky | Antenna system for nmr and mri apparatus |
US6028429A (en) * | 1996-07-17 | 2000-02-22 | Fonar Corporation | Composite MRI antenna with reduced stray capacitance |
US5939883A (en) | 1996-07-17 | 1999-08-17 | Fonar Corporation | Magnetic resonance imaging excitation and reception methods and apparatus |
DE19727524C1 (de) * | 1997-06-30 | 1999-03-04 | Siemens Ag | Hochfrequenzempfangseinheit für ein Magnetresonanzgerät |
DE19935915C2 (de) * | 1999-07-30 | 2001-06-13 | Siemens Ag | Signalaufnehmer oder Signalgeber für ein Magnetresonanztomographiegerät |
DE10130615C2 (de) * | 2001-06-26 | 2003-07-31 | Siemens Ag | Verbindungsvorrichtung für einen Sensor oder Aktor |
FR2830085B1 (fr) * | 2001-09-26 | 2003-12-19 | Univ Claude Bernard Lyon | Dispositif universel de connexion/reception pour un imageur par resonance magnetique nucleaire |
US7260151B2 (en) * | 2003-10-10 | 2007-08-21 | Atmel Corporation | Dual phase pulse modulation system |
JP2008503298A (ja) * | 2004-06-25 | 2008-02-07 | コーニンクレッカ フィリップス エレクトロニクス エヌ ヴィ | 表面コイル用の集積された電力供給 |
US7773041B2 (en) | 2006-07-12 | 2010-08-10 | Apple Inc. | Antenna system |
JP5179820B2 (ja) * | 2006-10-27 | 2013-04-10 | 株式会社東芝 | 高周波コイル装置 |
US8406852B2 (en) * | 2007-10-05 | 2013-03-26 | Koninklijke Philips Electronics N.V. | MRI involving forwardly and reversely polarised RF excitation |
JP5624283B2 (ja) * | 2008-06-30 | 2014-11-12 | 株式会社東芝 | 磁気共鳴診断装置および磁気共鳴診断メインユニット |
US9172139B2 (en) * | 2009-12-03 | 2015-10-27 | Apple Inc. | Bezel gap antennas |
US8270914B2 (en) * | 2009-12-03 | 2012-09-18 | Apple Inc. | Bezel gap antennas |
US9160056B2 (en) | 2010-04-01 | 2015-10-13 | Apple Inc. | Multiband antennas formed from bezel bands with gaps |
US8947303B2 (en) | 2010-12-20 | 2015-02-03 | Apple Inc. | Peripheral electronic device housing members with gaps and dielectric coatings |
US9246221B2 (en) | 2011-03-07 | 2016-01-26 | Apple Inc. | Tunable loop antennas |
US9166279B2 (en) | 2011-03-07 | 2015-10-20 | Apple Inc. | Tunable antenna system with receiver diversity |
US8487615B2 (en) | 2011-04-20 | 2013-07-16 | Imris Inc | Magnetic resonance signal detection using remotely positioned receive coils |
US8797029B2 (en) | 2011-04-20 | 2014-08-05 | Imris Inc | Magnetic resonance signal detection using remotely positioned receive coils |
US9350069B2 (en) | 2012-01-04 | 2016-05-24 | Apple Inc. | Antenna with switchable inductor low-band tuning |
US9841477B2 (en) | 2012-03-14 | 2017-12-12 | Max-Planck-Gesellschaft Zur Foerderung Der Wissenschaften E.V. | Method for multi-mode, multi-load, and multi-domain optimization of a multi-channel near-field RF transmitter |
US9885766B2 (en) | 2012-04-17 | 2018-02-06 | Transarray LLC | Magnetic-resonance transceiver-phased array that compensates for reactive and resistive components of mutual impedance between array elements and circuit and method thereof |
DE102014202716B4 (de) * | 2014-02-14 | 2018-11-29 | Siemens Healthcare Gmbh | Verbesserung des lokalen SAR-Verhaltens von MRT-Sendespulen durch Verwendung orthogonaler Schleifenantennen |
JP7382727B2 (ja) * | 2019-03-12 | 2023-11-17 | キヤノンメディカルシステムズ株式会社 | 磁気共鳴イメージング装置 |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE3500456A1 (de) * | 1984-01-20 | 1985-07-25 | Instrumentarium Corp., Helsinki | Spulenanordnung fuer ein nmr-untersuchungsgeraet |
EP0073375B1 (de) * | 1981-08-24 | 1986-12-03 | Siemens Aktiengesellschaft | Hochfrequenzfeld-Einrichtung in einer Kernspinresonanz-Apparatur |
DE3816831A1 (de) * | 1988-05-18 | 1989-11-30 | Philips Patentverwaltung | Kernspinuntersuchungsgeraet mit einer hochfrequenzspulenanordnung |
DE4113120A1 (de) * | 1991-04-22 | 1992-11-05 | Siemens Ag | Kernspintomograph |
Family Cites Families (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4638253A (en) * | 1984-10-29 | 1987-01-20 | General Electric Company | Mutual inductance NMR RF coil matching device |
US5041790A (en) * | 1990-01-16 | 1991-08-20 | Toshiba America Mri, Inc. | Dual-tuned RF coil for MRI spectroscopy |
US5416414A (en) * | 1990-04-27 | 1995-05-16 | British Technology Group Limited | Sample mount for NMR microscopy |
US5243289A (en) * | 1991-08-09 | 1993-09-07 | The Trustees Of The University Of Pennsylvania | Multiply-tuned probe for magnetic resonance imaging or spectroscopy |
DE4126537A1 (de) * | 1991-08-10 | 1993-02-11 | Philips Patentverwaltung | Kernresonanz-untersuchungsgeraet mit einer spulenanordnung |
US5302901A (en) * | 1991-08-26 | 1994-04-12 | U.S. Philips Corporation | Magnetic resonance apparatus comprising decoupled receiver coils |
US5365173A (en) * | 1992-07-24 | 1994-11-15 | Picker International, Inc. | Technique for driving quadrature dual frequency RF resonators for magnetic resonance spectroscopy/imaging by four-inductive loop over coupling |
-
1993
- 1993-07-05 DE DE4322352A patent/DE4322352C2/de not_active Expired - Fee Related
-
1994
- 1994-05-25 US US08/248,992 patent/US5473252A/en not_active Expired - Lifetime
- 1994-07-01 JP JP17327794A patent/JP3432896B2/ja not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP0073375B1 (de) * | 1981-08-24 | 1986-12-03 | Siemens Aktiengesellschaft | Hochfrequenzfeld-Einrichtung in einer Kernspinresonanz-Apparatur |
DE3500456A1 (de) * | 1984-01-20 | 1985-07-25 | Instrumentarium Corp., Helsinki | Spulenanordnung fuer ein nmr-untersuchungsgeraet |
DE3816831A1 (de) * | 1988-05-18 | 1989-11-30 | Philips Patentverwaltung | Kernspinuntersuchungsgeraet mit einer hochfrequenzspulenanordnung |
DE4113120A1 (de) * | 1991-04-22 | 1992-11-05 | Siemens Ag | Kernspintomograph |
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
DE-Z: "ntz-Archiv", Bd. 11 (1989), Heft 5, S. 237-243 * |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE19914220A1 (de) * | 1999-03-29 | 2000-10-26 | Siemens Ag | Magnetresonanz-Sendeantenne |
DE19914220B4 (de) * | 1999-03-29 | 2004-01-29 | Siemens Ag | Magnetresonanz-Sendeantenne |
DE10105984C1 (de) * | 2001-02-09 | 2002-10-31 | Siemens Ag | Koaxialkabel und Magnetresonanzanlage mit einem solchen Koaxialkabel |
DE102007046082A1 (de) * | 2007-09-26 | 2009-04-16 | Siemens Ag | Hochfrequenzsendesystem, Magnetresonanzanlage und Verfahren zur Steuerung einer Magnetresonanzanlage |
DE102007046082B4 (de) * | 2007-09-26 | 2009-06-10 | Siemens Ag | Hochfrequenzsendesystem, Magnetresonanzanlage und Verfahren zur Steuerung einer Magnetresonanzanlage |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH0788104A (ja) | 1995-04-04 |
US5473252A (en) | 1995-12-05 |
DE4322352C2 (de) | 1996-09-05 |
JP3432896B2 (ja) | 2003-08-04 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
DE4322352C2 (de) | Hochfrequenz-System einer Anlage zur Kernspintomographie mit einer galvanisch entkoppelten Lokalspuleneinrichtung | |
DE68915536T2 (de) | Oberflächenspulen mit 90-grad-phasenverschiebung für die bildformung mittels magnetischer rezonanz. | |
EP0352824B1 (de) | Lokalspulenanordnung für die Untersuchung mit Hilfe der kernmagnetischen Resonanz | |
DE3500456C2 (de) | Spulenanordnung für ein NMR-Untersuchungsgerät | |
DE4038106C2 (de) | Oberflächenresonator für einen Kernspintomographen | |
DE60026795T2 (de) | Gerät magnetischer Resonanz | |
DE69228691T2 (de) | Anatomisch angepasste Quadratur-Oberflächenspule für die Bildgebung mittels magnetischer Resonanz. | |
DE69834106T2 (de) | Anordnung einer koplanaren hts-rf- probenspule für nmr-anregung auf mehreren frequenzen | |
DE69626901T2 (de) | Ein Verfahren und Gerät für die Bilderzeugung durch magnetische Resonanz | |
EP3800479B1 (de) | Magnetresonanztomograph mit einer leitung mit sensor zum erfassen leitungsgebundener störungen | |
DE3427666A1 (de) | Schaltungsanordnung fuer einen messkopf eines kernspinresonanzgeraetes | |
DE3131946A1 (de) | "hochfrequenz-magnetsystem in einer einrichtung der kernspinresonanz-technik" | |
DE102007034492B4 (de) | Hochfrequenz-Empfangseinrichtung für ein Magnetresonanztomographiegerät und Magnetresonanztomographiegerät | |
EP3535594A1 (de) | Magnetresonanztomograph und lokalspulenmatrix zum betrieb bei niedrigen magnetfeldstärken | |
DE4138690C2 (de) | Zirkular polarisierende Lokalantenne für ein Kernspinresonanzgerät | |
DE4024582A1 (de) | Kernspintomograph | |
EP0346974A2 (de) | Hochfrequenz-Quadraturspulenanordnung für ein Kernresonanzuntersuchungsgerät | |
DE60320376T2 (de) | Spulensystem für eine mr-vorrichtung und mit einem solchen spulensystem ausgestattete mr-vorrichtung | |
DE60128776T2 (de) | Verfahren zur Korrektur des Fehlers zweiter Ordnung eines statischen Magnetfelds und Gerät für die bildgebende magnetische Resonanz | |
US6927575B2 (en) | Surface coil decoupling means for MRI systems | |
DE69330822T2 (de) | Lokale transversale gradientenspule für die bildgebende magnetische resonanz | |
DE4038107C2 (de) | Resonator für einen Kernspintomographen | |
DE102012210827B4 (de) | Bestimmung einer Kommunikationslatenz in einem Magnetresonanztomographen | |
EP0401917A2 (de) | Hochfrequenz-Quadraturspulenanordnung | |
DE60035565T2 (de) | Sonde für ein Gerät der bildgebenden magnetischen Resonanz |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
OP8 | Request for examination as to paragraph 44 patent law | ||
D2 | Grant after examination | ||
8364 | No opposition during term of opposition | ||
8320 | Willingness to grant licences declared (paragraph 23) | ||
8339 | Ceased/non-payment of the annual fee |