JP2008520254A - ダイナミックレンジ制御を有する磁気共鳴受信コイル - Google Patents

Abstract

高周波受信コイル（５０）は、磁気共鳴信号を検出するように磁気共鳴周波数に対して調節されるアンテナ（５２，５２′）を有する。単一構造としてアンテナ（５２，５２′）に又はそれと共に備えられたエレクトロニクス（５４）は、圧縮磁気共鳴信号を生成するようにゲイン制御信号により制御されるゲインにおいて磁気共鳴信号を圧縮する圧縮回路（１０２，１１４，２０２，２１４，２３０，３３０，４３０，５３０）を有する。エレクトロニクス（５４）は、圧縮された磁気共鳴信号に基づいて磁気共鳴信号の減少されたダイナミックレンジ表現を生成する。磁気共鳴信号の減少されたダイナミックレンジ表現は受信コイルから通信される。

Description

本発明は、磁気共鳴イメージングスキャナのための受信コイルに関連する特定のアプリケーションに関し、以下、それに関連して詳述する。しかしながら、本発明は、一般に、高周波受信システムにおけるアプリケーションに関する。

読み出しベクトルがｋ空間の中心を通る軌道に対応するような、一部の磁気共鳴イメージングデータ取得方法については、現在、利用可能なアナログ−デジタル変換器のダイナミックレンジは、無視できないレベルのデジタル化量子化ノイズ若しくは他の有害なノイズ又は歪みを導入することなく、ノイズフロアとピーク信号レベルとの間の全レンジをデジタル化するには十分ではない。

一部の磁気共鳴イメージングスキャナについては、受信コイルとアナログ−デジタル変換器との間の送信経路又は媒体は十分な動的範囲を有していない。限定されたパワーを有する無線受信コイルにおいては、コイルに備えられたアナログ−デジタル変換器を駆動するために、限定された利用可能なオンコイルパワーを用いることは好ましくない。したがって、そのような受信コイルにおいて、アナログ−デジタル変換器は、コイルから離れて、例えば、高周波受信器に位置付けられることが可能であり、そしてアナログ磁気共鳴信号は、光ファイバ、無線の赤外線送信等によりコイルから送信される。そのような送信経路は限定されたダイナミックレンジを有することが可能であり、そのことは信号対ノイズ比に負の影響を与える。

下記において、上記の及び他の制約を克服した、改善された装置及び方法について検討している。

一特徴にしたがって、磁気共鳴イメージングスキャナで使用する高周波受信コイルについて開示する。そのコイルは、磁気共鳴信号を検出するように磁気共鳴周波数に対して調節されたアンテナを有する。単一構造としてのアンテナにおいて又はそれと共に備えられるエレクトロニクスは、圧縮された磁気共鳴信号を生成するようにゲイン制御信号により制御されるゲインにおいて磁気共鳴信号を圧縮する圧縮回路を有する。そのエレクトロニクスは、圧縮された磁気共鳴信号に基づいて、磁気共鳴信号の縮小ダイナミックレンジ表現を生成する。磁気共鳴信号の縮小ダイナミックレンジ表現は受信コイルから通信される。

他の特徴にしたがって、磁気共鳴イメージングスキャナが備えられる。主磁石は、イメージングボリューム内に主磁場を生成する。磁場勾配コイルは、イメージングボリューム内の主磁場において選択された磁場勾配を選択的に重畳する。高周波受信器は、受信コイルから通信される磁気共鳴信号の縮小ダイナミックレンジ表現を受信する。受信コイルはアンテナと、単一構造としてアンテナにおいて又はそれと共に備えられるエレクトロニクスとを有する。そのエレクトロニクスは、圧縮された磁気共鳴信号を生成するようにゲイン制御信号により制御されるゲインにおいて磁気共鳴信号を圧縮する圧縮回路を有する。そのエレクトロニクスは、圧縮された磁気共鳴信号に基づいて磁気共鳴信号の縮小ダイナミックレンジ表現を生成する。

他の特徴にしたがって、磁気共鳴イメージングスキャナで使用される高周波受信コイルが備えられる。アンテナは、磁気共鳴信号を検出するように磁気共鳴周波数に対して調節される。エレクトロニクスが、単一構造としてアンテナにおいて又はアンテナと共に備えられる。そのエレクトロニクスは、アンテナに対して異なるゲインを有する出力を各々が有する複数の増幅器と、デジタル化回路であって、そのデジタル化回路を過負荷にしない、少なくとも選択された最大増幅出力をデジタル化する、デジタル化回路と、受信コイルから通信される磁気共鳴信号の縮小ダイナミックレンジ表現を生成するように選択された増幅器ゲインの指示とデジタル化出力を組み合わせる符号化回路と、を有する。

更に他の特徴にしたがって、磁気共鳴イメージングスキャナで用いる高周波受信方法を提供する。磁気共鳴信号は、磁気共鳴周波数に対して調節されたアンテナを用いて検出される。検出された磁気共鳴信号は、他に津構造としてアンテナにおいて又はアンテナと共に備えられたエレクトロニクスを用いて処理される。その処理は、圧縮された磁気共鳴信号を生成するようにゲイン制御信号により制御されたゲインにおいて磁気共鳴信号を圧縮する段階と、圧縮された磁気共鳴信号に基づいて磁気共鳴信号の縮小ダイナミックレンジ表現を生成する段階と、受信コイルから磁気共鳴信号の縮小ダイナミックレンジ表現を通信する段階と、を有する。

一有利点は、検出された磁気共鳴信号について改善された信号対ノイズ比にある。

他の有利点は、磁気共鳴受信コイルについて改善されたダイナミックレンジにある。

他の有利点は、無線磁気共鳴受信コイルを発展させたことにある。

更なる他の有利点は、磁気共鳴信号の低減された歪み及び相互変調にある。

以下の詳細な説明を読むことにより、多くの更なる有利点及び優位性があることが、当業者に明らかになるであろう。

本発明は、種々の構成要素及び構成要素の構成並びに種々の処理操作及び処理操作の構成で具現化されることが可能である。図は、単に好適な実施形態の例示するためのものであり、本発明を限定すると解釈されるべきものではない。

図１を参照するに、磁気共鳴イメージングスキャナ１０は、関連イメージング被検体１６が内側に配置された一般に円筒形のスキャナボア１４を規定するハウジング１２を有する。主磁場コイル２０はハウジング１２の内側に備えられ、スキャナボア１４の円筒軸と、一般に平行に方向付けられている主Ｂ_０磁場を生成する。主磁場コイル２０は、典型的には、クライオシュラウディング２４の内側の超伝導コイルであるが、抵抗性主磁石を用いることも可能である。ハウジング１２はまた、ボア１４における磁場勾配を選択的に生成するように磁場勾配コイル３０を収容している又は支持している。ハウジング１２は更に、磁気共鳴を選択的に励起するために高周波ボディコイル３２を収容している又は支持している。代替として、ヘッドコイル、表面コイル又は他の局部コイルを、磁気共鳴を励起するために用いられることが可能である。ハウジング１２は、典型的には、スキャナボア１４を規定する装飾用インナーライナー３６を有する。

主磁場コイル２０は主Ｂ_０磁場を生成する。磁気共鳴イメージング制御器４０は、磁場勾配コイル３０に選択的に電力供給するように磁場勾配制御器４２を動作させ、そしてイメージング被検体１６に高周波励起パルスを選択的に注入するように高周波コイル３０に結合された高周波送信器４４を動作させる。磁場勾配コイル３０及び高周波コイル３２を選択的に動作させることにより、磁気共鳴が生成され、イメージング被検体１６の対照領域の少なくとも一部において空間的に符号化される。勾配コイル３０を介して選択的磁場勾配を適用することにより、デカルト軌道、複数の放射軌道、螺旋軌道等のような選択されたｋ空間軌道がトラバースされる。

イメージングデータ取得中に、磁気共鳴イメージング制御器４０は、磁気共鳴データメモリ６０に記憶されている磁気共鳴サンプルを取得するように、高周波受信コイル５０に結合された又は類似する局部コイルのアレイに結合された高周波受信器４６を動作させる。高周波受信コイル５０は、イメージング被検体の近くのボア１４の内側に又はその被検体に接して備えられる。一部の実施形態においては、受信コイル５０はバッテリにより電力供給される。単一の表面コイル５０が示されているが、一部の実施形態においては、複数の表面コイルを、フェーズドアレイ又は他の構成で用いる。更に、受信コイル５０を、表面コイル以外に、他の局部コイルで実施することが可能である。例えば、受信コイル５０は、頭部を囲む頭部コイル、膝部コイル等であることが可能である。

受信コイル５０は、高周波受信アンテナが備えられた共通基板又は支持部５１を有する。アンテナ５２は、高周波励起及び適用されるＢ_０磁場の組み合わせにより生成される磁気共鳴の周波数に対して調節され、そして少なくとも磁気共鳴周波数符号化帯域幅の範囲である帯域幅を有する。それ故、アンテナ５２は、生成された磁気共鳴信号を検出する。共通基板又は支持部５１において備えられているエレクトロニクス５４は、検出された磁気共鳴信号、及び任意のアナログ−デジタル変換、赤外線媒体、光学媒体又は他の送信媒体への任意の変換等のような他の任意の信号処理の動的圧縮を与える。図示している実施形態においては、エレクトロニクス５４はエレクトロニクスモジュールにおいて備えられている。一部の実施形態においては、圧縮されたコイル信号波コイル５０においてデジタル化され、そして圧縮を本質的に組み込んだ浮動小数点又は他のデジタルフォーマットで受信器４６に送信される。他の実施形態においては、圧縮されたコイル信号は、圧縮に関する情報と共に受信器４６に送信され、コイル出力信号は、送信された圧縮情報を用いて受信器４６において伸長される。図示していないが、受信コイル５０は、保護ハウジング又はカバー内に任意に備えられ、耐水性層内に囲われる、軟らかいパッド、固定帯等を有する、又は、装飾用、安全性、患者に心地よい、又は他の配慮がなされた構成にされる。

図示している表面コイルにおいては、共通支持部５１は一般に平面的な基板であり、アンテナ５２は、例えば、基板５１において形成された銅の又は他の電気導電性トレースであることが可能である。一部の実施形態においては、エレクトロニクスモジュール５４は、アンテナ５２の導体の一において備えられることが可能である。アンテナがリング状、ラング状又は他の非平面状構成要素（例えば、頭部コイル、膝部コイル等）により規定される実施形態においては、エレクトロニクスモジュールは、アンテナ構成要素の１つ又はそれ以上において直接、適切に備えられる、又は適切な付加支持構造を介して単一構造としてそれに取り付けられることが可能である。

図１Ａを参照するに、そのようなコイル５０′の実施例が示され、そのコイルは、図１のコイル５０と置き換えられることが可能である。コイル５０′は、８つの平行なラング５５と、それらの平行なラング５５の端部に備えられた端部リング５６と、平行なラング５５の反対側の端部に備えられた端部キャップ５７とを有する。エレクトロニクスモジュール５４は、ブリッジアンテナ５２′の構成要素５５、５６、５７の一において適切に備えられ、そして図１Ａにおいては示されている特定の実施形態では端部キャップ５７に具体的に備えられている。

一部の実施形態においては、コイル出力信号は、電気的又は光学的ケーブルで送信されるアナログ又はデジタル又は光信号である。電気的実施形態においては、そのケーブルは、受信器４６に電気コイル出力信号を送信するように用いられる１つ又はそれ以上の電気導体を有する。コイル出力信号がアナログ又はデジタル光信号である実施形態においては、ケーブル５８は、光ファイバまたは光ファイバの束を有する。コイル出力信号がアナログ又はデジタル赤外線若しくは他の伝送用電磁信号である実施形態においては、ケーブル５８は適切に削除され、信号は、受信器４６の赤外線検出器、アンテナ又は他の受信要素（図１においては図示せず）により受信される。

コイル出力信号は受信器４６で受信され、検出された磁気共鳴信号を正常な状態に戻すように動的に伸長される（そのコイル出力信号が圧縮フォーマットで送信された場合）。受信器４６はその信号を変調し、任意に、磁気共鳴データメモリ６０に記憶されている磁気共鳴イメージングデータを生成するように、更なる処理を実行する。取得された磁気共鳴イメージングデータは、フーリエ変換に基づく再構成アルゴリズム、フィルタリングされた逆投影に基づく再構成アルゴリズム又は他の適切な画像再構成アルゴリズムを用いる画像表現に再構成処理器６２により再構成される。再構成処理器６２により生成された再構成画像は画像メモリ６４に記憶される、そしてユーザインターフェース６６に表示される、不揮発性メモリに記憶される、ローカルイントラネット又はインターネットにおいて送信される、可視化される、記憶される、操作される等である。ユーザインターフェース６６はまた、放射線技師、技術者又は磁気共鳴イメージングスキャナ１０の他のオペレータが、磁気共鳴イメージングシーケンスを選択する、修正する及び実行するために磁気共鳴イメージング制御器４０と通信することを好適に可能にする。

上記の磁気共鳴イメージングシステムは単なる例示のための実施例である。上記の高周波受信コイル又はそれらと同等のものが、水平ボアスキャナ、鉛直ボアスキャナ、開放型磁石スキャナ等の適切な何れの種類の磁気共鳴イメージングスキャナと共に使用されることが可能である。更に、上記の高周波受信コイル又はそれらと同等のものが、パラレルイメージング、ＳＥＮＳＥイメージング等のための受信コイルのアレイを規定するように組み合わされることが可能である。

図２を参照するに、エレクトロニクスモジュール５４_１としてデザインされたエレクトロニクスモジュール５４の例示としての実施形態を示している。増幅器７０、７２、７４のカスケードが、受信コイル５０のアンテナ５２と、又は受信コイル５０′のアンテナ５２′と接続されている。３つの増幅器が示されているが、それより多い又は少ない数の増幅器を用いることが可能である。各々の増幅器の出力は、選択された要因により減少又は減衰される。例えば、一部の実施形態においては、増幅器７０、７２、７４の各々は信号を２分の１に減少され、それ故、その例示としての実施例において、増幅器７０の出力は２分の１に減少し、増幅器７２の出力は４分の１に減少し（カスケード化された増幅器７０による減少を有する）、そして増幅器７４の出力は８分の１に減少する（カスケード化された増幅器７０、７２による減少を有する）。図２においては、アンテナ５２又はアンテナ５２′の減衰した出力がまた、利用可能であり、減衰した検出された磁気共鳴信号を有する４つの減衰のレベルを与える。図２に示すカスケード化減衰ではなく、異なる減衰値を有する減衰器が、アンテナからの非減衰の検出された磁気共鳴信号を受信する各々の減衰器と共に並列に設置されることが可能である。更に、図示している増幅器７０、７２、７４は信号を減衰する（即ち、ゲイン＜１を有する）一方、他の実施形態においては、それら増幅器又はそれらの増幅器の一部は増幅ゲイン、即ち、ゲイン＞１を有することが可能である。

各々の増幅器７０、７２、７４の出力及びアンテナ５２又はアンテナ５２′からの非減衰出力は、複数のアナログ−デジタル変換器８０、８２、８４、８６の対応する一に入力する。選択器９０は、受信コイル５０のデジタルコイル出力９２として最大であるが、過剰又は飽和していない出力値を有するアナログ−デジタル変換器からデジタル化された出力信号を選択する。増幅器７０、７２、７４のゲインは、最も減衰した入力を受信するアナログ−デジタル変換器８６が最大に減衰した検出された磁気恭敬信号レベルを操作することができる一方、最小に減衰した（又は、最大に増幅した）入力（具体的には、図２の例示としての実施例における減衰した入力）が、ノイズ性能における実質的な劣化を伴わない最小に減衰した検出された磁気共鳴信号レベルを操作することができるように、選択される必要がある。

ゲイン制御信号符号化器９４は、アナログ−デジタル変換器８０、８２、８４、８６のどれが用いられているかを表す、それ故、デジタル化に先立って用いられる減衰（即ち、ゲイン＜１）を表すゲイン制御信号により、選択器９０のデジタルコイル出力９２を符号化する。このゲイン制御信号は、例えば、変換器８０を表す“００”、変換器８２を表す“０１”、変換器８４を表す“１０”及び変換器８６を表す“１１”より成る群から選択される値を有する２つの付加ビットであることが可能である。受信器４６は、符号化を認識し、それに伴って伸長を制御する補助復号器９６を有する。

１つの検討された変形においては、各々のレベルをデジタル化するように別個のアナログ−デジタル変換器を用いることに代えて、単一のアナログ−デジタル変換器を用いることができる。この変形においては、各々の増幅器の出力はサンプルホールド回路と接続され、そして選択器９０は、未だに過剰になっていない最大出力レベルを決定し、デジタル化のための単一のアナログ−デジタル変換器にマルチプレクサを介してその最大出力レベルを接続する高速判定回路である。

図３を参照するに、エレクトロニクスモジュール５４_２で表しているエレクトロニクスモジュール５４の例示としての実施例を示している。前置き増幅器１００はゲインｇ１を有する。前置き増幅器１００の出力は可変ゲイン増幅器１０２への入力としての役割を果たし、図３における可変ゲイン増幅器１０２は、カスケード化可変ゲイン減衰器１０４及びゲインｇ２を有する増幅器１０６を有する。適切な一構成においては、ｇ２は１より大きく、可変ゲイン減衰器１０４は、１／ｇ２と１（ゲイン＝１は減衰がないことに対応する）との間で連続に又は不連続的に可変であるゲインｇ（ａｔｔｅｎ）を有する。他の可変ゲイン増幅器を、カスケード化構成要素１０４、１０６に代えて用いることが可能であり、例えば、単一の可変ゲイン増幅器構成要素を用いることが可能である。

可変ゲイン増幅器１０２は、アナログ−デジタル変換器１１２により生成された処理の信号のデジタル化された値を受信するデジタル機能モジュール１１０により制御される。デジタル機能モジュール１１０は、可変ゲイン減衰器１０４のゲインを制御するゲイン制御信号を出力する。可変ゲイン増幅器１０２の出力は、デジタル圧縮磁気共鳴信号を生成する予湯にアナログ−デジタル変換器１１４によりデジタル化される。出力結合器１１６は、デジタルコイル出力１１８を生成するように、好適には高分解能変換器であるアナログ−デジタル変換器１１４によるデジタル圧縮磁気共鳴信号を、粗い分解能を任意に有する、好適には高速（例えば、フラッシュ）変換器であるアナログ−デジタル変換器１１２によるデジタル値出力と結合させる。図示している実施形態においては、可変ゲイン減衰器１０４はデジタル的に制御可能である。しかしながら、アナログ制御入力を有する減衰器が、デジタル機能モジュール１１０と減衰器との間に挿入された適切なデジタル−アナログ変換器と共に、又はアナログ前置き増幅器信号で直接、動作するアナログ機能モジュールと共に、用いられることが可能である。

前置き増幅器のゲインｇ１は、予想される最大磁気共鳴信号レベルがアナログ−デジタル変換器１１２によりデジタル化されるように、好適に選択される。増幅器１０６のゲインｇ２は、アンテナとアナログ−デジタル変換器１１４との間の最大ゲイン積ｇ１・ｇ２がアナログ−デジタル変換器１１４の量子化ノイズが無視できるように十分な検出された磁気共鳴信号のノイズレベルを上げるように、好適に選択される。この最大ゲイン設定ｇ１・ｇ２は、予想される最小信号レベルのために用いられる。アナログ−デジタル変換器１１２によるデジタル値出力は、デジタル機能モジュール１１０における大きさに変換され、そして減衰器１０４のために適切な制御信号に変換され、それ故、アンテナとアナログ−デジタル変換器１１４との間の総ゲインｇ１・ｇ２・ｇ（ａｔｔｅｎ）はアナログ−デジタル変換器１１４を決して過負荷にしない。この変換は、適切に選択された遅延時定数、例えば、磁気共鳴信号エンベロープの著しい、即ち、１／（信号帯域幅）より大きいレベル変化が予想される時間期間と磁気共鳴周波数の１周期との間の時定数を有するピーク検出を有することが可能である。

アナログ−デジタル変換器１１２を介する減衰器１０４のゲイン設定は１サンプリング間隔又はそれ以上だけ遅延される。この遅延は、サンプリングレートが信号帯域幅よりかなり大きい場合には、問題にならない。この条件は、一般に、典型的な磁気共鳴イメージングにおいて満足され、ここでは、例えば、サンプリングは、８０メガサンプル／ｓｅｃで行われることが可能である一方、信号帯域幅は、通常は、１．５ＭＨｚより小さい。可変ゲイン減衰器１０４は、好適には、更なる遅延を回避するように、短い設定時間を有する。

デジタル機能モジュール１１０はゲイン制御信号ｇ（ａｔｔｅｎ）を出力する。ｇ（ａｔｔｅｎ）対アナログ−デジタル変換器１１２からのデジタル化された前増幅信号レベル入力の機能依存性は、制御される特定の可変ゲイン増幅器、前増幅された信号の予想ダイナミックレンジ及びアナログ−デジタル変換器１１４のダイナミックレンジと調和するように選択される。一部の実施形態においては、その機能依存性は、アナログ−デジタル変換器１１２の選択された出力レベルを超えて、アナログ−デジタル変換器１１４がその最大入力レベルに近いが、それを超えないレベルで駆動されるように、選択される。他の実施形態においては、減衰は、動的圧縮転送機能がアナログ−デジタル変換器１１４の入力時に起動するように、早く増加される。

例示としての一実施形態においては、減衰器／増幅器１０２のゲインは１乃至１００の範囲内で可変にされ、前置き増幅器１００のゲインｇ１は、アナログ−デジタル変換器１１２、１１４の最大入力信号レベルをほんの少し下回るレベルにアンテナ５２の最大出力信号レベルを上げるように選択され、そしてデジタル機能モジュール１１０は、ｘ＞ｕについて可変ゲインｇ（ａｔｔｅｎ）＝ｕ／ｘであり、ｘ≦ｕについてｇ（ａｔｔｅｎ）＝１をもたらし、ここでは、ｘはアナログ−デジタル変換器１１２の変換された出力（即ち、非圧縮入力レベルのある指標）であり、閾値ｕはアナログ−デジタル変換器の最大入力レベルの０／７％に設定されている。このような磁気共鳴信号のダイナミックレンジは４０ｄＢだけ圧縮されることが可能である。当業者は、特定の信号レベル、利用可能なエレクトロニクス構成要素等について、他のパラメータを容易に選択することが可能である。デジタル機能モジュール１１０からのゲイン制御信号は、伸長に関して復号器９６に指令するように、出力結合器１１６により出力信号と結合される。

図４を参照するに、エレクトロニクスモジュール５４_３としてデザインされたエレクトロニクスモジュール５４の例示としての実施形態を示している。前置き増幅器２００はゲインｇ１を有する。前置き増幅器２００の出力は可変ゲイン増幅器２０２への入力としての役割を果たし、図４における可変ゲイン増幅器１０２は、カスケード化可変ゲイン減衰器２０４及びゲインｇ２を有する増幅器２０６を有する。適切な一構成においては、ｇ２は１より大きく、可変ゲイン減衰器２０４は、１／ｇ２乃至１の範囲内（即ち、被減衰）で連続的に又は不連続的に可変であるゲインｇ（ａｔｔｅｎ）を有する。他の可変ゲイン増幅器を用いることが可能である。他の可変ゲイン増幅器２０２は、前増幅されて信号の対数値を出力する対数増幅器２０８と、対数増幅器の出力をスケーリングする適切なスケーリング回路２１０と、スケーリングされた対数値をデジタル化したアナログ−デジタル変換器２１２とを有するゲイン制御器により制御される。好適な実施形態においては、減衰（逆ゲイン）は制御信号の指数関数であり、又は、その減衰（ｄＢ）が制御信号の一次関数であることに相当する。他の実施形態においては、アナログ−デジタル変換器２１２と減衰器２０４との間に置かれた付加デジタル処理（又は、代替としては、変換器２１２の前に挿入されるアナログ処理）は、好適な指数挙動を生成するように減衰器２０４の制御転送機能と組み合わされる。可変ゲイン増幅器２０２の出力は、デジタル圧縮磁気共鳴信号を生成するようにアナログ−デジタル変換器２１４によりデジタル化される。出力結合器２１６は、デジタルコイル出力２１８を生成するように、アナログ−デジタル変換器２１２によるデジタル値出力と、アナログ−デジタル変換器２１４によるデジタル圧縮磁気共鳴信号出力を結合させる。

対数増幅器２０８及び一次（ｄＢ）減衰器２０４は例示としての実施例である。上側の制御経路（図４の実施形態における構成要素２０８、２１０、２１２）は、より一般的には、可変ゲイン増幅器２０２の適切な制御設定を達成するように順に機能する入力信号のサイズの粗い指標を得る、何れの実質的に圧縮転送の非一次関数を実施することが可能である。上側の制御経路の構成要素は高精度を有する必要はなく、制御された可変ゲインの増幅器２０２及びのアナログ−デジタル変換器２１４の精度が圧縮信号の分解能を決定する。

アナログ−デジタル変換器２１２のデジタル出力がｎで表され、アナログ−デジタル変換器２１４のデジタル出力がｍで表され、そして対数増幅器２０８の出力プラス２１０におけるスケーリングが基数Ｂの対数値をもたらす場合、前置き増幅器２００による前増幅された信号出力は浮動小数点数値ｍｘＢ^ｎで適切に表され、ここで、ｍは仮数であり、Ｂは基数であり、ｎは指数である。そのようなデジタルコイル出力２１８についての浮動小数点デジタルフォーマットは、高周波受信器４６による後続の浮動小数点デジタル処理のために都合がよい。例えば、減衰器２０４が−３ｄＢの減衰について１５ステップを有する場合、適切なスケーリングは、例えば、Ｂ＝√２（即ち、３ｄＢ）である。増幅器２００、２０６のゲインの適切な選択により、アナログ−デジタル変換器２１４の入力におけるピーク信号レベルは、４０ｄＢ以上のダイナミックレンジについての最大定格のほんの僅か３ｄＢ下に保たれることが可能である。出力結合器２１６、受信器４６等により実行される数値処理においては、浮動小数点フォーマットは、より好都合なフォーム、例えば、二進数基数（Ｂ＝２）フォーマット又は十進数基数（Ｂ＝１０）フォーマットに容易に変えられる。上側の信号チェーン２０８、２１０、２１２の目的は、信号エンベロープレベルの対数（即ち、ｄＢスケール）の指標を得ることである。それ故、対数増幅器２０８は、適切な遅延時間定数と共に用いられるピーク検出を有する復調又は整流の多様性の１つである。アナログ−デジタル変換器２１２の出力が、それ故、典型的には、ゆっくり変化するため、ゲイン制御器の構成要素２０８、２１０、２１２は、一般に、粗い精度であり、低周波数成分であり、磁気共鳴信号のエンベロープ変化を追従するために十分速い。１つの適切な対数増幅器は、Ａｎａｌｏｇ Ｄｅｖｉｃｅｓ社製の復調対数増幅器ＡＤ８３０９である。更に、アナログ−デジタル変換器２１２は比較的粗い分解能の変換器であることが可能である。例えば、−３ｄＢ／ステップの１５ステップを有する例示としての減衰器と組み合わされた４ビット変換器が適切である。デジタル化の精度は可変ゲイン増幅器２０２及びアナログ−デジタル変換器２１４により決定される。可変ゲイン増幅器２０２のゲインは制御信号の高精度の関数である必要があり、仮数を出力するアナログ−デジタル変換器２１４は高分解能の高周波数変換器である必要がある。

デジタルコイル出力２１８は、２つの二者択一の、しかし実質的に等価の方式があるとみなされる。一の方式においては、デジタルコイル出力２１８は、浮動小数点数値ｍｘＢ^ｎで表される非圧縮磁気共鳴信号出力である。他の方式においては、デジタルコイル出力２１８は、仮数ｍにより表され、指数ｎで表される圧縮情報と共に送信される圧縮磁気共鳴信号出力である。前者の方式においては、復号器９６を有する高周波受信器４６は、非圧縮浮動小数点数値を直接、処理する。後者の方式においては、高周波受信器４６は、式、非圧縮値＝ｍｘＢ^ｎにしたがった圧縮情報ｎに基づいて、圧縮値ｍを復調し、そして適切な内部フォーマットで非圧縮値を記憶する。

図２、３及び４に示す例示としてのエレクトロニクスモジュール５４_１、５４_２、５４_３はそれぞれ、デジタルコイル出力９２、１１８、２１８をそれぞれ、生成する。それらのエレクトロニクスモジュール５４_１、５４_２、５４_３は、無線又は有線受信コイルで用いられることが可能である。しかしながら、アナログ−デジタル変換器は実質的に電力を消費する。したがって、アナログ−デジタル変換器を有するエレクトロニクスモジュール５４_１、５４_２、５４_３は、オンボードバッテリ、蓄積容量などにより供給される限定された電力を有する無線コイルにおいては不利である。一部の他のエレクトロニクスモジュール５４の実施形態においては、コイル出力波動的に圧縮されたアナログ出力である。それらの実施形態においては、圧縮情報は、圧縮磁気共鳴信号と重畳される信号として又はコイルの別個の出力として、復号器９６及び高周波受信器４６に通信される必要がある。

図５Ａを参照するに、エレクトロニクスモジュール５４_４としてデザインされたエレクトロニクスモジュール５４の例示としての実施形態を示している。アンテナ５２又はアンテナ５２′により検出された磁気共鳴信号は、検出器２３４及び任意のスケーリング回路２３６を有するゲイン制御器２３２により制御される電圧制御増幅器２３０を用いて、動的に圧縮される。電圧制御増幅器２３０は制御可能僧服器／減衰器である。一部の好適な実施形態においては、電圧制御増幅器２３０は、ゲイン／減衰（ｄＢ）対電圧制御信号に関して線形である制御転送指数関数を有する。１つの適切な電圧制御増幅器は、Ａｎａｌｏｇ Ｄｅｖｉｃｅｓ社製の線形ｄＢ−電圧制御増幅器ＡＤ８３６７である。線形ｄＢ−電圧制御増幅器と共に用いる適切な検出器は、入力から対数の指標又は値を出力する復調対数増幅器である。１つの適切な電圧制御増幅器は、Ａｎａｌｏｇ Ｄｅｖｉｃｅｓ社製の復調対数増幅器ＡＤ８３０９である。スケーリング回路２３６は、検出器２３４の出力信号から電圧制御増幅器２３０のためのゲイン制御信号を生成する。スケーリング回路２３６は、検出された磁気共鳴信号の増加したレベルを有する減少したゲイン（即ち、増加した減衰）を生成する。

ゲイン制御信号が、電圧制御増幅器２３０による圧縮された検出磁気共鳴信号出力にその信号を重畳することにより、高周波受信器４６及び復号器９６に供給される。図５Ａの例示としての実施形態においては、これは、アナログコイル出力信号２４６を生成するように加算回路により圧縮された磁気共鳴信号に重畳された周波数変調ゲイン制御信号を生成するように電圧制御発振器２４０にスケーリング回路２３６により生成されたゲイン制御信号を入力することによりなされる。その重畳された周波数変調ゲイン制御信号は、例えば、磁気共鳴信号から離れるように周波数空間において周波数変調ゲイン制御信号の距離を置くことにより、圧縮された磁気共鳴信号から分離できる必要がある。その重畳された周波数変調ゲイン制御信号はまた、高周波受信器４６の帯域幅の範囲内にある必要がある。圧縮された磁気共鳴信号成分及び周波数変調ゲイン制御信号成分の両方を有する結果として得られるアナログ信号２４６は、適切な方式で受信器４６に送信される。例えば、その信号は、ケーブル５８又は無線送信経路を介して電気的に送信されることが可能である。

図５Ｂを参照するに、送信されたアナログコイル信号２４_６は適切に解釈される必要がある。一方法においては、オフコイル信号処理回路２５０はアナログコイル信号２４６を受信する。アナログ−デジタル変換器２５２は、圧縮磁気共鳴信号成分及びゲイン制御信号成分を有するデジタル化された圧縮コイル信号を生成するように、アナログコイル信号２４６をデジタル化する。デジタル化された圧縮コイル信号は、デジタル圧縮磁気共鳴信号成分２６０及びデジタルゲイン制御信号成分２６２を分離するように、ＦＦＴフィルタリングのような適切なデジタルフィルタリング２５６により処理される。周波数符号化ゲイン制御信号は復調器２６４により復調される。対応するゲインは、電圧制御増幅器２３０の既知のゲイン転送機能２６８に基づいて、ゲイン回復回路２６６により計算される。デジタル分周器２７０は、デジタル形式でオリジナルの磁気共鳴信号２７２を生成するように、デジタル圧縮信号振幅値２６０をゲイン回復回路２６６により分周する。信号処理回路２５０は、例えば、ＡＳＩＣの形式の特定用途向け回路により実施されることが可能であり、又は、コンピュータ、マイクロプロセッサ、マイクロコントローラ等において実行するソフトウェアにより実行される数値処理により実施されることが可能であることを理解することができる。

図６を参照するに、エレクトロニクスモジュール５４_５としてデザインされたエレクトロニクスモジュール５４の例示としての実施形態を示している。エレクトロニクスモジュール５４_５は、動的圧縮を示し且つ通信するように、コイル内に電気的に生成されるパイロットトーン３００を用いる。アンテナ５２又はアンテナ５２′により検出された磁気共鳴信号は、磁気共鳴信号の大きさ又は強度を検出する検出器３３６を有するゲイン制御器３３２により制御される電圧制御増幅器３３０と、検出器３３４の出力信号から電圧制御増幅器３３０のためのゲイン制御信号を生成する適切なスケーリング回路３３６と、を用いて圧縮される。スケーリング回路３３６は、増加した磁気共鳴信号レベルを有する減少したゲイン（即ち、増加した減衰）を生成する。電圧制御増幅器３３０にアンテナ信号を入力することに先立ち、加算器３０２はアンテナ信号にパイロットトーン３００を加算する。したがって、加算されたパイロットトーンはまた、ゲイン制御器３３２により生成されたゲイン制御信号にしたがって電圧制御増幅器３３０により増幅又は減衰される。それ故、アナログコイル出力信号は圧縮アナログ磁気共鳴信号及び圧縮パイロットトーン成分の両方を有する。

アナログコイル出力信号３４６は、デジタル磁気共鳴信号表現に適切に変換される。例えば、図５Ｂのオフコイル電気回路２５０を用いることが可能であり、ここで、デジタルゲイン制御信号成分２６２は圧縮パイロットトーン成分に対応している。最大パイロットトーンレベル（磁気共鳴信号が存在しず、電圧制御増幅器３３０がフルゲインで動作するときに、利用可能な）への較正の後、回復されたパイロットトーンレベルは、電圧制御増幅器３３０のゲインに直接、対応する。パイロットトーン３００は、好適には、アンテナ信号経路の帯域幅の範囲内であるが、磁気共鳴信号の周波数帯域の外側の周波数にあり、その場合、デジタルフィルタ２５６は、周波数に基づく磁気共鳴信号からパイロットトーンを分離するように、ＦＦＴ又は他のデジタルフィルタリングを用いることが可能である。

パイロットトーン３００が図６におけるコイル５４_５に電気的に注入される一方、他の検討された実施形態においては、パイロットトーンは、信号経路に先行して注入される。例えば、パイロットトーンは、磁石ボア１４の内側に分離柄パイロットトーンアンテナを備えることによりそのアンテナにより受信される信号に組み込まれることが可能である。そのような実施形態においては、パイロットトーンは受信コイルにより検出され、したがって、ゲイン制御器への受信信号入力に含まれ、それ故、それらの実施形態においては、ゲイン制御器は、パイロットトーンを遮断する検出器３３４の前の帯域阻止フィルタを有する必要がある。

図７を参照するに、エレクトロニクスモジュール５４_６としてデザインされたエレクトロニクスモジュール５４の例示としての実施形態を示している。アンテナ５２又はアンテナ５２′により検出された磁気共鳴信号は、フィードバックゲイン制御器４３２により制御される電圧制御増幅器４３０を用いて圧縮される。そのゲイン制御器４３２は、電圧制御増幅器４３０の出力を検出する検出器４３４と、基準値４３８と検出器４３４により検出される値を比較するフィードバック制御器又はエラー積分器４３６と、を有する。エラー積分器４３６の出力はゲイン制御信号である。フィードバック制御を用いて、電圧制御増幅器４３０の出力は基準値４３８の近くに保たれる。

図５Ａの構成においては、ゲイン制御器２３２への入力はアンテナから取られた非圧縮磁気共鳴信号であり、電圧制御増幅器２３０は指数制御転送機能を有し、そして検出器２３４はその入力から対数指標又は値を生成する。

対照的に、図７の構成においては、ゲイン制御器４３２への入力は電圧制御増幅器４３０の出力である。それ故、フィードバックゲイン制御器４３２は、ゲイン制御器４３２にフィードバックされる圧縮信号を入力として受信する。フィードバックゲイン制御器４３２は非線形対数レベル検出器を必要としない。このことは、ハードウェアの複雑度を低減し、実際には、一部の実施形態においては、電圧制御増幅器４３０、検出器４３４及びエラー積分器４３６は、Ａｎａｌｏｇ Ｄｅｖｉｃｅｓ社製のＡＤ８３６７のような信号積分回路として実施される。

エラー積分器４３６によるゲイン制御信号出力はまた、電圧制御発振器４４０により周波数変調され、そして周波数変調ゲイン制御信号は、アナログ光学コイル出力信号４４６を生成するように光トランスジューサ４４４により光変調される。図７の実施形態においては、この光出力は、図１の電気ケーブル５８に代わりになる光ファイバ又は光ファイバの束５８′により高周波受信器４６に送信される。高周波受信器４６に又はそれと共に備えられる光検出器４５２は、光信号を電気信号に戻すように変換し、その電気信号は、図５Ｂのオフコイル電気回路によりデジタル磁気共鳴信号表現に適切に変換される。

図５Ａ及び図７に示す例示としてのエレクトロニクスモジュール５４_４、５４_６のそれぞれにおいては、ゲイン制御信号は周波数変調され、圧縮磁気共鳴信号に重畳される。他の検討された実施形態においては、ゲイン制御信号は、例えば、高周波受信器への無線送信及びＵＨＦ又はマイクロ波領域において大きい周波数偏差を有する電圧制御発振器を用いて、別個の信号として高周波受信器４６に送信される。更に他の検討された実施形態においては、ゲイン制御信号は、何れの他の適切な視線端技術の方法により、符号化され、変調されそして受信器４６に送信される。

図８を参照するに、エレクトロニクスモジュール５４_７としてデザインされたエレクトロニクスモジュール５４の例示としての実施形態を示している。前置き増幅器５２８による前増幅の後に、アンテナ５２又はアンテナ５２′により検出される磁気共鳴信号は、オフコイルに備えられたフィードバックゲイン制御器５３２により制御される電圧制御増幅器５３０を用いて圧縮される。圧縮アナログコイル信号は、例えば、アナログ−デジタル変換器５４４が後続する増幅器５４２を有するオフコイル回路への低ダイナミックレンジ（例えば、８０ｄＢのダイナミックレンジ）の無線送信経路又は送信ケーブル５４０を介して送信される。デジタル化信号がフィードバックゲイン制御器５３２に対して入力される。フィードバックゲイン制御器５３２により生成されたゲイン制御信号は、制御信号送信経路５５０を介してコイルエレクトロニクス５４_６に戻るように通信され、その制御信号送信経路は、電圧制御増幅器５３０を制御するように、有線接続又は無線接続されて使用されることが可能である。ゲイン制御信号はまた、アナログ−デジタル変換器５４４によりデジタル化信号出力を解釈するように、デジタル磁気共鳴信号回復回路５５２により用いられる。例えば、回復回路５５２は、電圧制御増幅器５３０の既知のゲイン転送機能によりゲイン制御信号に対応するゲインを適切に決定し、そしてゲインだけ変換器５４４により出力されたデジタル化された圧縮信号振幅値を得ることによりオリジナルの信号振幅を変換する。

図８の構成は、複雑なアナログ−デジタル変換器及び他の高電力消費回路をオフコイルで備える一方、低ダイナミックレンジの無線送信経路又は送信ケーブル５４０を介して、送信のための圧縮コイル出力を与える。典型的には、最小のダイナミックレンジの経路部分は、コイルからオフコイルエレクトロニクスに動作するその部分である。しかしながら、図８の概念は、（ｉ）信号圧縮と対応する圧縮制御回路を分離し、（ｉｉ）送信経路又は構成要素を限定するダイナミックレンジの上流に信号圧縮回路を位置付け、（ｉｉｉ）送信経路又は構成要素を限定するダイナミックレンジの下流に圧縮制御回路を位置付け、そして（ｉｖ）圧縮制御回路から信号圧縮回路へと上流にゲイン制御信号をフィードバックすることに、一般化される。

本発明について、以上、好適な実施形態を参照して詳述した。明らかに、上記の詳細な説明を読んで理解することにより、当業者は修正及び変形が可能であることを理解することができるであろう。それらの修正及び変形は同時提出の特許請求の範囲内に網羅されるため、本発明はそのような修正及び変形全てを包含するとみなされることが意図されている。

動的圧縮を組み込んだ高周波受信コイルを有する磁気共鳴イメージングシステムを示す図である。 図１の磁気共鳴イメージングシステムと共に用いることができる他の受信コイルを示す図である。 図１の高周波受信コイルのエレクトロニクスの例示としての実施形態を示す図である。 図１の高周波受信コイルのエレクトロニクスの例示としての実施形態を示す図である。 図１の高周波受信コイルのエレクトロニクスの例示としての実施形態を示す図である。 図１の高周波受信コイルのエレクトロニクスの例示としての実施形態を示す図である。 図５Ａの例示としてのエレクトロニクスにより生成されたオリジナルの磁気共鳴信号のデジタル表現を回復するために適切であるオフコイルの信号処理回路の実施形態を示す図である。 図１の高周波受信コイルのエレクトロニクスの例示としての実施形態を示す図である。 図１の高周波受信コイルのエレクトロニクスの例示としての実施形態を示す図である。 コイルエレクトロニクスが圧縮回路を有し、圧縮回路を制御するフィードバックゲイン制御器はオフコイルに置かれている構成を示す図である。

Claims (25)

1. 磁気共鳴イメージングスキャナで用いる高周波受信コイルであって：
   磁気共鳴信号を検出するように磁気共鳴周波数に対して調節されるアンテナ；及び
   単一構造として前記アンテナにおいて又は前記アンテナと共に備えられているエレクトロニクスであって、
   圧縮磁気共鳴信号を生成するように、ゲイン制御信号により制御されるゲインにおいて前記磁気共鳴信号を圧縮する圧縮回路、
   を有する、エレクトロニクス；
   を有する、高周波受信コイルであり、
   前記エレクトロニクスは、前記圧縮磁気共鳴信号に基づいて、前記磁気共鳴信号の減少されたダイナミックレンジ表現を生成し、前記磁気共鳴信号の前記減少されたダイナミックレンジ表現は前記高周波受信コイルから通信される；
   高周波受信コイル。
2. 請求項１に記載の高周波受信コイルであって、前記エレクトロニクスは：
   前記磁気共鳴信号に基づいて前記ゲイン制御信号を出力するゲイン制御器；
   を更に有する、高周波受信コイル。
3. 請求項２に記載の高周波受信コイルであって、前記エレクトロニクスは：
   前記ゲイン制御信号を符号化する符号器；及び
   前記受信コイルから通信される前記磁気共鳴信号の前記減少されたダイナミックレンジ表現を生成するように、前記圧縮磁気共鳴信号に前記符号化されたゲイン制御信号を重畳する信号結合器；
   を更に有する、高周波受信コイル。
4. 請求項３に記載の高周波受信コイルであって、前記ゲイン制御号はゲイン制御電圧であり、前記符号器は：
   周波数変調ゲイン制御信号として前記ゲイン制御電圧を符号化する電圧制御発振器；
   を有する、高周波受信コイル。
5. 請求項２に記載の高周波受信コイルであって、前記エレクトロニクスは：
   前記磁気共鳴信号から区別可能な周波数においてパイロットトーンを生成するパイロットトーン生成器；及び
   前記圧縮回路への入力に先立って前記磁気共鳴信号に前記パイロットトーンを重畳する信号結合器であって、前記重畳されたパイロットトーンは、前記圧縮回路により前記磁気共鳴信号と共に圧縮される、信号結合器；
   を更に有する、高周波受信コイル。
6. 請求項２に記載の高周波受信コイルであって、前記ゲイン制御器は、入力として前記磁気共鳴信号を受信し、そして前記磁気共鳴信号に基づいて前記ゲイン制御信号を出力する、高周波受信コイル。
7. 請求項２に記載の高周波受信コイルであって、前記ゲイン制御器は入力として前記圧縮磁気共鳴信号を受信し、前記ゲイン制御器は：
   基準値の近くに圧縮磁気共鳴信号を保つように前記ゲイン制御信号を調節するフィードバック制御器；
   を有する、高周波受信コイル。
8. 請求項２に記載の高周波受信コイルであって、前記エレクトロニクスは：
   デジタル化された圧縮磁気共鳴信号を生成するように、前記圧縮磁気共鳴信号をデジタル化するアナログ−デジタル変換器；及び
   前記磁気共鳴信号のデジタル化表現として前記受信コイルから通信される前記磁気共鳴信号の前記減少されたダイナミックレンジ表現を生成するように前記ゲイン制御信号及び前記デジタル化された圧縮磁気共鳴信号をデジタル的に結合させる結合回路；
   を更に有する、高周波受信コイル。
9. 請求項８に記載の高周波受信コイルであって：
   前記ゲイン制御器は、前記磁気共鳴信号を対数的に増幅する対数増幅器を有し；そして
   前記結合回路は、前記対数増幅器の出力に対応する指数と、前記デジタル化された圧縮磁気共鳴信号に対応する仮数とを有する浮動小数点数値として前記磁気共鳴信号のデジタル化表現を生成する；
   高周波受信コイル。
10. 請求項２に記載の高周波受信コイルであって、前記受信コイルから通信される前記磁気共鳴信号の前記減少されたダイナミックレンジ表現は：
    （ｉ）前記圧縮磁気共鳴信号；及び
    （ｉｉ）前記ゲイン制御信号；
    を少なくとも有し、
    前記圧縮磁気共鳴信号及び前記ゲイン制御信号は個別の送信経路を介して前記受信コイルから通信される；
    高周波受信コイル。
11. 請求項１に記載の高周波受信コイルであって、前記ゲイン制御信号は、入力制御信号送信経路を介して前記コイルから離れて備えられている関連フィードバックゲイン制御器からエレクトロニクスにより受信される、高周波受信コイル。
12. 請求項１に記載の高周波受信コイルであって：
    アンテナ及びエレクトロニクスが備えられている平面状基板であって、前記アンテナは前記基板において備えられている導電性トレースにより構成される、平面状基板；
    を更に有する、高周波受信コイル。
13. 請求項１に記載の高周波受信コイルであって、前記アンテナは前記エレクトロニクスを支持している、高周波受信コイル。
14. 磁気共鳴イメージングスキャナであって：
    イメージングボリュームにおいて主磁場を生成する主磁石；
    前記イメージングボリュームの前記主磁場において選択された磁場勾配を選択的に重畳する磁場勾配コイル；
    前記イメージングボリュームにある磁気共鳴周波数で高周波励起を選択的に注入する高周波送信器；
    前記注入された高周波励起により前記イメージングボリュームにおいて生成された磁気共鳴信号を受信するための請求項１に記載の高周波受信コイル；及び
    前記受信コイルから通信された前記磁気共鳴信号の前記減少されたダイナミックレンジ表現を受信する高周波受信器；
    を有する、磁気共鳴イメージングスキャナ。
15. 請求項１４に記載の磁気共鳴イメージングスキャナであって、前記受信コイルから通信された前記磁気共鳴信号の前記減少されたダイナミックレンジ表現は、別個の構成要素として前記ゲイン制御信号及び前記圧縮磁気共鳴信号を有する、磁気共鳴イメージングスキャナであり、前記高周波受信器は：
    前記磁気共鳴信号の前記減少されたダイナミックレンジ表現から前記ゲイン制御信号の成分及び前記圧縮磁気共鳴信号の成分を抽出するための抽出回路；
    を有する、磁気共鳴イメージングスキャナ。
16. 請求項１４に記載の磁気共鳴イメージングスキャナであって：
    フィードバックゲイン制御器は前記高周波受信コイルから離れていて、前記フィードバックゲイン制御器は、前記受信コイルから通信された前記磁気共鳴信号の前記減少されたダイナミックレンジ表現に基づいて前記ゲイン制御信号を生成し、前記ゲイン制御信号は、前記離れたフィードバックゲイン制御器から前記高周波受信コイルに通信される；
    磁気共鳴イメージングスキャナ。
17. 磁気共鳴イメージングスキャナで用いる高周波受信コイルであって：
    磁気共鳴信号を検出するように、磁気共鳴周波数に対して調節されたアンテナ；及び
    単一構造として前記アンテナにおいて又は前記アンテナと共に備えられているエレクトロニクスであって、
    前記アンテナに対して異なるゲインを有する出力を各々有する複数の増幅器、
    デジタル化回路であって、該デジタル化回路と重畳しない少なくとも１つの選択された最大増幅器出力をデジタル化する、デジタル化回路、及び
    前記受信コイルから通信される前記磁気共鳴信号の減少されたダイナミックレンジ表現を生成するように選択された増幅器ゲインのインディケーションと前記デジタル化出力を結合させる符号化回路、
    を有するエレクトロニクス；
    を有する高周波受信コイル。
18. 請求項１７に記載の高周波受信コイルであって、前記デジタル化回路は：
    前記複数の増幅器の前記出力をデジタル化する複数のアナログ−デジタル変換器；及び
    前記デジタル化回路の前記デジタル化出力として重畳されない前記複数のアナログ−デジタル変換器の最大出力を選択する選択回路；
    を有する、高周波受信コイル。
19. 請求項１７に記載の高周波受信コイルであって、前記複数の増幅器は、トポロジーであって：
    （ｉ）増幅器の並列構成であって、各々の増幅器は異なるゲインを有し、そして前記磁気共鳴信号に対応する同じ入力信号を受信する、増幅器の並列構成；及び
    （ｉｉ）同じ又は異なるゲインを有する増幅器のカスケードであって、該カスケードにおいて、一部の増幅器の出力は他の増幅器への入力としての役割を果たし、前記磁気共鳴信号は前記の増幅器のカスケードへの入力である、増幅器のカスケード；
    から選択されたトポロジーに構成されている、高周波受信コイル。
20. 磁気共鳴イメージングスキャナで用いる高周波受信方法であって：
    磁気共鳴周波数に対して調節されるアンテナを用いて磁気共鳴信号を検出する段階；及び
    単一構造として前記アンテナにおいて又は前記アンテナと共に備えられているエレクトロニクスを用いて、前記検出された磁気共鳴信号を処理する段階であって、
    圧縮磁気共鳴信号を生成するように、ゲイン制御信号により制御されるゲインにおいて前記磁気共鳴信号を圧縮する段階と、
    前記圧縮された磁気共鳴信号に基づいて、前記磁気共鳴信号の減少されたダイナミックレンジ表現を生成する段階と、
    前記受信コイルのオフに前記磁気共鳴信号の前記減少されたダイナミックレンジ表現を通信する段階と、
    を有する、段階；
    を有する方法。
21. 請求項２０に記載の方法であって、前記磁気共鳴信号の前記減少されたダイナミックレンジ表現を生成する前記段階は：
    前記減少されたダイナミックレンジ表現を生成するように、前記ゲインのインディケーションと前記圧縮された磁気共鳴信号を結合する段階；
    を有する、方法。
22. 請求項２０に記載の方法であって、前記磁気共鳴信号の前記減少されたダイナミックレンジ表現を生成する前記段階は：
    前記ゲイン制御信号を周波数変調する段階；及び
    前記圧縮された磁気共鳴信号に前記周波数変調されたゲイン制御信号を重畳する段階；
    を有する、方法。
23. 請求項２０に記載の方法であって、前記磁気共鳴信号の前記減少されたダイナミックレンジ表現を生成する前記段階は：
    圧縮に先立って前記磁気共鳴信号とパイロットトーンを結合する段階；
    を有する、方法。
24. 請求項２０に記載の方法であって、前記磁気共鳴信号の前記減少されたダイナミックレンジ表現を生成する前記段階は：
    デジタル化された圧縮磁気共鳴信号を生成するように、前記圧縮された磁気共鳴信号をデジタル化する段階；
    デジタル化されたゲイン制御信号を生成するように、前記ゲイン制御信号をデジタル化する段階；及び
    前記磁気共鳴信号のデジタル表現として前記磁気共鳴の前記減少されたダイナミックレンジ表現を生成するように前記デジタル化された圧縮磁気共鳴信号及び前記デジタル化されたゲイン制御信号を結合する段階；
    を有する、方法。
25. 請求項２４に記載の方法であって、前記デジタル化された圧縮磁気共鳴信号及び前記デジタル化されたゲイン制御信号を結合する前記段階は、前記磁気共鳴信号の浮動小数点デジタル表現を規定する、方法。

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