KR20170124966A - 차동 케이블 라우팅에 의해서 자기 공명 신호를 전송하기 위한 장치 - Google Patents

차동 케이블 라우팅에 의해서 자기 공명 신호를 전송하기 위한 장치 Download PDF

Info

Publication number
KR20170124966A
KR20170124966A KR1020170054076A KR20170054076A KR20170124966A KR 20170124966 A KR20170124966 A KR 20170124966A KR 1020170054076 A KR1020170054076 A KR 1020170054076A KR 20170054076 A KR20170054076 A KR 20170054076A KR 20170124966 A KR20170124966 A KR 20170124966A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
signal
transmission
intermediate frequency
frequency
magnetic resonance
Prior art date
Application number
KR1020170054076A
Other languages
English (en)
Other versions
KR101979081B1 (ko
Inventor
슈테판 비버
얀 볼렌벡
마르틴 헴머라인
Original Assignee
지멘스 헬스케어 게엠베하
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 지멘스 헬스케어 게엠베하 filed Critical 지멘스 헬스케어 게엠베하
Publication of KR20170124966A publication Critical patent/KR20170124966A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101979081B1 publication Critical patent/KR101979081B1/ko

Links

Images

Classifications

    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/05—Detecting, measuring or recording for diagnosis by means of electric currents or magnetic fields; Measuring using microwaves or radio waves 
    • A61B5/055—Detecting, measuring or recording for diagnosis by means of electric currents or magnetic fields; Measuring using microwaves or radio waves  involving electronic [EMR] or nuclear [NMR] magnetic resonance, e.g. magnetic resonance imaging
    • 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
    • G01R33/3621—NMR receivers or demodulators, e.g. preamplifiers, means for frequency modulation of the MR signal using a digital down converter, means for analog to digital conversion [ADC] or for filtering or processing of the MR signal such as bandpass filtering, resampling, decimation or interpolation
    • 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
    • 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
    • G01R33/38—Systems for generation, homogenisation or stabilisation of the main or gradient magnetic field
    • G01R33/381—Systems for generation, homogenisation or stabilisation of the main or gradient magnetic field using electromagnets
    • G01R33/3815—Systems for generation, homogenisation or stabilisation of the main or gradient magnetic field using electromagnets with superconducting coils, e.g. power supply therefor
    • 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
    • G01R33/38—Systems for generation, homogenisation or stabilisation of the main or gradient magnetic field
    • G01R33/385—Systems for generation, homogenisation or stabilisation of the main or gradient magnetic field using gradient magnetic field coils
    • H—ELECTRICITY
    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03B—GENERATION OF OSCILLATIONS, DIRECTLY OR BY FREQUENCY-CHANGING, BY CIRCUITS EMPLOYING ACTIVE ELEMENTS WHICH OPERATE IN A NON-SWITCHING MANNER; GENERATION OF NOISE BY SUCH CIRCUITS
    • H03B5/00—Generation of oscillations using amplifier with regenerative feedback from output to input
    • H03B5/08—Generation of oscillations using amplifier with regenerative feedback from output to input with frequency-determining element comprising lumped inductance and capacitance
    • H—ELECTRICITY
    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03H—IMPEDANCE NETWORKS, e.g. RESONANT CIRCUITS; RESONATORS
    • H03H7/00—Multiple-port networks comprising only passive electrical elements as network components
    • H03H7/42—Networks for transforming balanced signals into unbalanced signals and vice versa, e.g. baluns

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Nuclear Medicine, Radiotherapy & Molecular Imaging (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Heart & Thoracic Surgery (AREA)
  • High Energy & Nuclear Physics (AREA)
  • Biophysics (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Radiology & Medical Imaging (AREA)
  • Medical Informatics (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Surgery (AREA)
  • Animal Behavior & Ethology (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Public Health (AREA)
  • Veterinary Medicine (AREA)
  • Magnetic Resonance Imaging Apparatus (AREA)

Abstract

본 발명은 중간 주파수 신호를 믹스 다운하기 위해서 중간 주파수 신호 및 발진기 신호를 전송하기 위한 전송 장치, 그리고 또한 국소적 코일, 수신 유닛, 및 전송 장치를 가지는 자기 공명 단층 촬영기에 관한 것이다. 전송 장치는 발진기 신호 및 중간 주파수 신호의 전송을 위한 대칭적인 전송 라인 및 비대칭적인 신호 공급원 및/또는 신호 싱크를 대칭적인 전송 라인에 적응시키기 위한 대칭화 요소를 포함한다. 대칭화 요소는 페라이트-프리 인덕턴스만을 갖는다. 국소적 코일 및 수신 유닛이 전송 장치를 통해서 신호 연결된다.

Description

차동 케이블 라우팅에 의해서 자기 공명 신호를 전송하기 위한 장치{APPARATUS FOR TRANSMISSION OF MAGNETIC RESONANCE SIGNALS BY MEANS OF DIFFERENTIAL CABLE ROUTING}
본 발명은 무선-주파수 수신 신호를 중간 주파수 레벨로 믹스 다운(mix down)하기 위해서 중간 주파수 신호 및 발진기 신호를 전송하기 위한 전송 장치뿐만 아니라, 본 발명에 따른 전송 장치를 가지는 자기 공명 단층 촬영기에 관한 것이다.
자기 공명 단층 촬영기는, 검사 물체의 영상화를 위해서, 검사 물체의 핵 스핀을 강력한 외부 자기장과 정렬시키고 이러한 정렬 주위의 세차운동을 위해서 교번적인 자기장에 의해 핵 스핀을 여기시키는, 영상화 장치이다. 차례에 따라 이러한 여기된 상태로부터 더 낮은 에너지를 가지는 상태로 스핀이 세차운동하는 것 또는 복귀하는 것은, 안테나를 통해서 수신될, 자기 공명 신호로서 또한 지칭되는, 교번적인 자기장을 응답으로서 생성한다.
구배 자기장의 도움으로, 공간적 인코딩이 신호 상으로 각인될 것이고, 이는 후속하여, 수신된 신호를 부피 요소에 할당할 수 있게 한다. 이어서, 수신된 신호가 평가되고 검사 물체의 3차원적인 영상화 표상이 제공될 것이다.
스핀의 세차운동을 여기시키기 위해서, 각각의 정적인 자기장 강도 및 매우 높은 필드 강도 또는 파워에서 라모어(Lamor) 주파수에 상응하는 주파수를 가지는 교번적인 자기장이 필요하다. 안테나에 의해 수신되는 자기 공명 신호의 신호-대-잡음비를 개선하기 위해서, 환자 상에 바로 배열될, 국소적 코일로 종종 지칭되는 안테나가 빈번하게 사용될 것이다.
영상화를 위해서, 국소적 코일에 의해 수신되는 자기 공명 신호가 자기 공명 단층 촬영기의 수신 디바이스로 전송되어야 한다. 빈번하게, 자기 공명 신호를 낮은 주파수 범위(중간 주파수)로 혼합하는 것에 의해서, 자기 공명 신호가 또한 단계적으로 다운될 것이다. 평가 중에 원래의 자기 공명 신호의 위상 및 주파수 특징을 검출할 수 있게 하기 위해서, 혼합 신호 또는 발진기 신호가 유사하게 기준으로서 요구되고 전송되어야 한다.
자기 공명 신호는 일반적으로 1 메가헤르쯔의 대역폭을 갖는다. 예를 들어 10 MHz의 중간 주파수로 일단 믹스 다운되면, 결과적으로 중간 주파수 신호가 비교적 광대역의 신호를 포함한다.
특히 실시예의 얇고 가요적인 형태에서, 고가이며 함께 작업하기 어려운 동축 케이블이 일반적으로 신호 전송을 위해서 사용될 것이다.
공개 특허 DE 10104260 A1는 2개의 주파수를 위한 대칭화 요소를 개시한다. 공개 특허 DE 102013209450 A1는 확장된 주파수 범위를 위한 대칭화 요소를 개시한다.
그에 따라, 본 발명의 목적은, 취급이 용이하고 보다 비용-효과적인, 전송 장치 및 자기 공명 단층 촬영기를 제공하는 것이다.
그러한 목적은 제1항에 청구된 바와 같은 전송 장치에 의해 그리고 제8항에 청구된 바와 같은 본 발명에 따른 자기 공명 단층 촬영기에 의해 달성될 것이다.
발명에 따른 전송 장치는, 중간 주파수 신호를 생성하기 위해서 중간 주파수 신호 및 발진기 신호를 전송하기 위한 것이다. 그에 따라, 예를 들어 자기 공명 신호 대역폭의 2배, 3배, 5배 또는 10배만큼, 자기 공명 신호 대역폭의 복수배 만큼 상향으로 제한되는, 즉 2, 5, 10 또는 20 MHz 미만의 주파수 범위 내에서, 중간 주파수 신호가 바람직하게 제공된다. 이러한 경우에, 발진기 신호는 약 라모어 주파수 더하기/빼기 중간 주파수의, 바람직하게 50 MHz 초과의 주파수 범위 내에서 제공된다. 특히, 전송되는 신호에 대한 감쇠가 3, 6 또는 12 dB 미만인 전송 장치가 전송에 적합한 것으로 보인다.
본 발명에 따른 전송 장치가 발진기 신호 및 중간 주파수 신호의 전송을 위한 대칭적인 전송 라인을 갖는다. 대칭적인 전송 라인은, 비대칭적인 전송 라인과 대조적으로, 적어도 2개의 전도체 중 하나가 아닌 전도체가 기준 또는 접지 전위를 갖는, 전송 라인이다. 대칭적인 전송 라인에서, 전도체 쌍의 양 전도체가, 일반적으로 반대 극성을 가지는, 신호를 반송하고, 그에 따라 전송 라인들로부터의 방출 또는 라인 내로의 복사가 서로 상쇄된다. 대칭적인 전송 라인은 차동 전송 라인으로 지칭된다. 예를 들어, 대칭적인 전송 라인은 꼬인 쌍을 가지는 라인 또는 스트립 라인 또는 편평한 웨브형 라인을 포함할 수 있다.
또한, 전송 디바이스는, 비대칭적 신호 공급원 및/또는 신호 싱크를 대칭적인 전송 라인에 적응시키기 위한 대칭화 요소(평형/비평형, "발룬"(balanced/unbalanced, "balun"))를 가지며, 그러한 대칭화 요소는 페라이트-프리 인턱턴스(ferrite-free inductance) 만을 갖는다. 페라이트-프리 인덕턴스는, 예를 들어 링 코어와 같은 어떠한 페라이트 코어도 가지지 않는 예를 들어 에어 코일이다. 본 발명에 따른 전송 장치는, 이러한 방식으로, 발룬으로서 링 코어 변환기를 가지는 광대역 대칭화 요소를 가지는 전송 장치와 구별된다.
다른 한편으로, 본 발명에 따른 전송 장치가 검사 지역 내의 자기 공명 장치에서 유리한 방식으로 이용될 수 있는데, 이는 페라이트 포화 효과가 나타나지 않고 정적 및 동적 자기장을 방해하지 않기 때문이다. 또한, 신호가 중간 주파수 신호 및 발진기 신호에 대해서 상이한 주파수 범위들 내에 속하는 경우에도, 본 발명에 따른 전송 장치는 비대칭적 신호 출력을 갖는 정상 국소적 코일로부터 신호를 수신할 수 있고 그 신호를 전송할 수 있다.
본 발명에 따른 자기 공명 단층 촬영기는 본 발명에 따른 전송 장치의 장점을 공유한다.
실시예의 추가적인 유리한 형태가 종속항에서 구체화된다.
본 발명에 따른 전송 장치의 하나의 가능한 실시예의 형태에서, 전송 장치는 50 MHz 초과의 주파수를 가지는 발진기 신호 및 20 MHz 미만의 주파수를 가지는 중간 주파수 신호의 전송을 위한 것이다. 이러한 경우에, 2개의 신호의 대역폭은 바람직하게 1, 2 또는 5 MHz 이하이다. 바람직하게, 적어도 중간 주파수 신호의 대역폭이 500 kHz 또는 1 MHz 이상이다. 전송되는 주파수 범위 내의 감쇠가 3 dB, 6 dB 또는 12 dB 미만인 경우에, 전송 장치는 주파수 범위를 전송하기에 적합한 것으로 생각될 것이다.
유리한 방식으로, 중간 주파수를 가지는 자기 공명 단층 촬영기를 위해서 요구되는 바와 같이, 전송 장치는 서로 멀리 떨어진 2개의 주파수 범위들 내의 신호들의 동등하게 양호한 전송을 위해서 설계된다.
본 발명에 따른 전송 장치의 실시예의 고려 가능한 형태에서, 전송 장치는 발진기 신호의 주파수 범위 내에서 그리고 중간 주파수 신호의 주파수 범위 내에서 각각의 국소적인 감쇠 최소치를 나타낸다. 이러한 경우에, 범위는 각각의 신호의 대역폭으로 또는, 대역폭의 복수배, 예를 들어 2배, 3배 또는 5배로 볼 수 있다.
대칭적인 전송 공급원에 대한 비대칭적 신호 공급원의 광대역 적응은 페라이트(링 코어, 전통적인 발룬)를 가지는 인덕턴스가 없이는 거의 가능하지 않다. 유리한 방식으로, 본 발명에 따른 전송 장치는, 자기 공명 단층 촬영기의 기능에 필요한 미리 결정된 주파수 범위 내에서 감쇠가 적은 적응을 제공한다.
본 발명에 따른 전송 장치의 실시예의 고려 가능한 형태에서, 전송 장치는 발진기 신호의 주파수 범위 및 중간 주파수 신호의 주파수 범위에 대해서 공통 모드 제거(common mode rejection)의 국소적인 최대치를 갖는다. 이러한 경우에, 각각의 신호 주위의 1, 2, 5 또는 10 MHz의 범위는 특히 발진기 신호 또는 중간 주파수 신호의 주파수 범위로 보인다.
공통 모드 제거는, 대칭적 라인의 양 와이어들 상으로 작용하는, 오류 억제를 위한 수단을 구체화한다. 유용한 신호 범위 내의 공통 모드 제거의 최대치는, 유리한 방식으로, 라인 내로 가해지는 전술한 모든 방해(공통 모드 오류)를 감소시키고 이러한 방식으로 영상 획득을 개선한다.
본 발명에 따른 전송 장치의 실시예의 고려 가능한 형태에서, 이는 대칭화 요소로서 부셰르 브릿지(Boucherot bridge)를 갖는다. 부셰르 브릿지는 적어도 2개의 부셰르 요소, 또는 각각 저역 요소 및 고역 요소로 이루어진 브릿지 회로를 지칭한다. 부셰르 브릿지는 그 정격 주파수에서 비대칭적 라인 시스템을 대칭적 라인 시스템으로 변환한다. 또한, 인터페이스 임피던스가 부셰르 브릿지에 의해 협대역 시스템 내에서 변환될 수 있고, 그에 따라 파워 정합이 달성될 수 있다.
그 정격 주파수에서, 부셰르 브릿지는, 페라이트 코일 또는 변환기가 없이도, 무선-주파수 신호의 적응을 가능하게 할 수 있다.
전통적인 부셰르 브릿지는, 그 기능이 정격 주파수 주위의 하나의 그리고 또한 비교적 좁은 주파수 대역에서만 사용될 수 있다는 심각한 단점을 갖는다.
본 발명에 따른 전송 장치의 실시예의 가능한 형태에서, 부셰르 브릿지는, 적어도 하나의 또는 양 분기 내에서, 2개의 스테이지를 갖는다. 여기에서, 스테이지는, 부셰르 브릿지의 분기 내에 각각 배열된, 각각의 부셰르 요소 즉, 고역 및 저역 요소를 지칭한다. 실시예의 제시된 형태에서, 각각의 2개의 저역 요소는 부셰르 브릿지의 분기 내에서 직렬로 연결되고 및/또는 부셰르 브릿지의 다른 분기 내에서 2개의 고역 요소가 연결된다. 이러한 경우에, 각각 직렬로 연결된 2개의 부셰르 요소의 성분의 값이 상이하고, 그에 따라 그들은 상이한 특징적 임피던스 곡선을 갖는다.
하나의 분기 내의 2개의 부셰르 요소와 상이한 주파수 특성의 상호 작용은 유리한 방식으로 부셰르 브릿지의 분기의 대역폭을 확장한다.
본 발명에 따른 전송 장치의 실시예의 고려 가능한 형태에서, 부셰르 브릿지는, 하나 이상의 커패시턴스 대신에, 각각의 병렬 발진 회로를 가지고 및/또는 하나 이상의 인덕턴스 대신에 각각의 직렬 발진 회로를 갖는다. 바람직하게, 부셰르 브릿지의 모든 커패시턴스가 병렬 발진 회로에 의해 대체되고, 부셰르 브릿지의 모든 인덕턴스가 인덕턴스에 의해 대체된다.
유리한 방식으로, 발진 회로는, 그들의 상이한 공진 주파수를 통해서, 대칭화 요소가 상이한 주파수 범위들에 대해서 동시에 최적화될 수 있게 한다.
본 발명에 따른 자기 공명 단층 촬영기의 실시예의 하나의 형태에서, 국소적 코일이 비대칭적 인터페이스를 통해 전송 장치에 신호 연결된다.
유리한 방식으로, 본 발명에 따른 자기 공명 단층 촬영기는, 전송 장치의 대칭화 요소를 통해서, 저비용 전송 장치와 함께 동축 케이블을 위한 연결을 가지는 이전에 사용된 국소적 코일을 이용할 수 있다.
전술한 본 발명의 특성, 특징 및 장점, 그리고 또한 이러한 것들이 달성되는 방식이, 도면과 관련하여 더 구체적으로 설명되는 예시적인 실시예에 관한 이하의 설명과 관련하여 더 명확해질 것이고 더 명확하게 이해될 것이다.
도 1은 본 발명에 따른 자기 공명 단층 촬영기의 개략도의 예를 도시한다.
도 2는 국소적 코일 및 수신 유닛을 가지는 본 발명에 따른 전송 장치의 실시예의 형태의 개략도를 도시한다.
도 3은 국소적 코일 및 수신 유닛을 가지는 본 발명에 따른 전송 장치의 실시예의 형태의 개략도를 도시한다.
도 4는 대칭화 요소의 예의 개략도를 도시한다.
도 1은 본 발명에 따른 전송 장치(70)를 가지는 본 발명에 따른 자기 공명 단층 촬영기(1)의 개략도를 도시한다.
자석 유닛(10)은 필드 자석(11)을 가지며, 그러한 필드 자석은 기록 지역 내의 환자(40)의 신체 또는 테스트 샘플의 핵 스핀을 정렬하기 위한 정적 자기장(B0)을 생성한다. 기록 지역은, 자석 유닛(10)을 통해서 길이방향(2)으로 연장되는, 환자 터널(16) 내에 배열된다. 일반적으로, 필드 자석(11)은 초전도 자석을 포함하고, 그러한 초전도 자석은 최신 디바이스로 3 테슬라까지의 또는 그 초과의 자속 밀도를 가지는 자기장을 제공할 수 있다. 그러나, 더 낮은 필드 강도의 경우에, 영구 자석 또는 정상-전도 코일을 가지는 전자석이 이용될 수 있다.
자석 유닛(10)은 또한 구배 코일(12)을 가지며, 그러한 구배 코일은, 검사 부피 내의 획득된 영상화 영역의 공간적 차별화를 위해서, 3개의 공간적 방향으로 가변적인 자기장을 자기장(B0) 상에 중첩시키도록 설계된다. 구배 코일(12)은 일반적으로, 서로 직교하는 검사 부피 내의 필드들을 생성할 수 있는, 정상-전도 와이어로 제조된 코일이다.
자석 유닛(10)은 유사하게 본체 코일(14)을 가지며, 본체 코일은 신호 라인을 통해서 공급된 무선-주파수 신호를 검사 부피 내로 조사하도록 그리고 환자(40)에 의해 방출된 공명 신호를 수신하고 신호 라인을 통해서 신호를 출력하도록 설계된다. 또한, 본 발명에 따른 자기 공명 단층 촬영기는, 환자(40)에 근접하여 환자 터널(16) 내에 배열되는, 하나 이상의 국소적 코일(50)을 갖는다.
제어 유닛(20)은 구배 코일(12) 및 본체 코일(14)을 위해서 다양한 신호를 자석 유닛(10)으로 공급하고 수신된 신호를 평가한다.
그에 따라, 제어 유닛(20)은 검사 부피 내에서 희망 구배 필드를 제공하도록 그 타이밍이 조정되는, 가변 전류를 공급 라인을 통해서 구배 코일(12)에 공급하도록 설계된 구배 제어기(21)를 갖는다.
또한, 제어 유닛(20)은 환자(40) 내의 핵 스핀의 자기 공명을 여기시키기 위한 미리 결정된 타이밍 곡선, 진폭 및 스펙트럼 파워 분배를 가지는 무선-주파수 펄스를 생성하도록 설계된 수신 유닛(22)을 갖는다. 이러한 경우에, 칼로와트 범위 내의 펄스 파워가 달성될 것이다. 개별적인 유닛들이 신호 버스(25)를 통해서 서로 연결된다.
국소적 코일(50)은 바람직하게 환자(40)의 신체로부터 자기 공명 신호를 수신하는데, 이는 관련된 짧은 거리로 인해서, 국소적 코일(50)의 신호-대-잡음비(SNR)가 본체 코일(14)에 의한 신호의 수신 보다 양호하기 때문이다. 국소적 코일(50)에 의해 수신되는 MR 신호가 국소적 코일(50) 내에서 준비될 것이고 평가 및 영상 획득을 위해서 본 발명에 따른 전송 장치(70)에 의해 자기 공명 단층 촬영기(1)의 수신 유닛(22)으로 전달될 것이다.
도 2는 국소적 코일(50) 및 수신 유닛(22)을 가지는 본 발명에 따른 전송 장치(70)의 실시예의 형태의 예를 개략적으로 도시한다. 하우징(51) 내에서, 국소적 코일(50)은 MR 신호를 수신하기 위한 안테나 코일(52)을 갖는다. 수신된 MR 신호는 예비-증폭기(53)(저잡음 증폭기, LNA)에 의해 후속하여 증폭될 것이다. MR 신호는 자기장(B0)의 강도에 의존하고, 3 테슬라의 경우에, 약 130 MHz에 상당하는, 라모어 주파수를 갖는다. 다른 한편으로 MR 신호의 대역폭은 약 0.5 MHz에 상당한다. 그에 따라, MR 신호는 혼합기(54) 내에서 발진기(55)의 신호 또는 발진기 신호와 혼합될 것이고 낮은 주파수에서의 전송을 위한 중간 주파수 신호로 변환될 것이다. 중간 주파수 신호는, 이러한 경우에, 더 단순한 회로 기술로 인해서, 일반적으로 신호 접지와 관련된 비대칭적 신호이다.
실시예의 하나의 형태에서, 발진기 신호는 예를 들어 발진기(55)에 의해 국소적 코일(50) 내에서 국소적으로 생성될 수 있다. 영상 획득 중에 MR 신호의 주파수 및 위상 관계를 재-구축할 수 있게 하기 위해서, 발진기 신호는 바람직하게 또한 국소적 코일(50)로부터 수신 유닛(22)으로, 이상적으로 공통 라인 또는 전송 장치(70)를 통해서, 전송될 것이다.
많은 수의 국소적 코일(50)이 자기 공명 단층 촬영기(1) 상에 제공되는 경우에, 본 발명의 실시예의 하나의 형태에서, 발진기 신호를 많은 수의 국소적 코일(50)에 공동으로 제공하고 그에 따라 신호가 수신 유닛(22) 내에서 중앙에서 제공되게 하기 위한 발진기(55)가 제공된다. 이어서, 발진기 신호는, 유사하게, 국소적 코일(50)과 수신 유닛(22) 사이에서, 그러나 다른 방향으로, 전송 장치(70)에 의해 전송될 것이다. 다른 것과 관련하여 도 2와 다르지 않은, 실시예의 이러한 형태가 도 3에 도시되어 있다. 발진기 신호와 중간 주파수 신호의 분리는, 예를 들어, 국소적 코일(50) 내의 고역/저역 조합(다이플렉서)에 의해 이루어질 수 있다.
전송 장치(70)는 첫 번째로 대칭화 요소(71)를 가지며, 그러한 대칭화 요소는 접지 관계를 가지는 비대칭적인 중간 주파수 신호를 전위 관계가 없는 대칭적인 제3 신호로 변환시킨다. 이하에서 제시되는 수정된 부셰르 브릿지는 예를 들어 상이한 주파수를 가지는 신호를 변환하기에 적합하다. 링 코어 변환기를 가지는 전통적인 발룬은, 사용된 페라이트로 인해서, 필드 자석(11)의 환경에서 적합하지 않다.
제3 신호가 대칭적인 전송 라인(72)에 의해 전송된다. 이러한 유형의 라인은, 그 스크리닝(screening) 및 특성에 따라서, 예를 들어 CAT4, CAT5 또는 CAT6로 지칭되는, LAN 케이블링을 위해서 이용되는 것과 같은, 예를 들어 꼬인-쌍 케이블일 수 있다. RJ-45와 같이, LAN 케이블링에서 일반적인 플러그가 또한 채용될 수 있다. 그러나, 가요성 또는 강성 회로 기판 기재 상의 편평한 웨브형 라인 또는 스트립 라인과 같은 다른 대칭적인 라인이 또한 가능하다. 다른 플러그-인 시스템이 또한 유사하게 사용될 수 있다.
실시예의 하나의 형태에서, 중간 주파수 신호가 동축 케이블과 같은 비대칭적인 전송 라인 또는 비대칭적인 스트립 라인 상에서 국소적 코일로부터 전달 지점까지 초기에 전방으로 라우팅될 수 있다. 예를 들어, 가능한 적용 경우로서 환자 침대(40) 내로 통합된 척추 코일이 있을 수 있고, 그 중간 주파수 신호는 회로 기판 기재 상의 비대칭적인 전송 라인에 의해 환자 침대(40)의 일 단부로 이송될 것이고 대칭적인 전송 라인(72) 상의 추가적인 전송을 위해서 대칭화 요소(71)에 의해 제3 신호에 대해서 후속하여 단지 적응될 것이다. 본 발명은 비대칭적 및 대칭적인 전송 라인의 이러한 모든 고려 가능한 조합을 포함한다.
바람직하게, 변환기(73)에 의해 제3 대칭적 신호를 비대칭적 신호로 변환하는 것이 대칭적인 전송 라인(72)의 단부에서 다시 발생되는데, 이는 수신 유닛(22) 내의 전자적 신호 프로세싱이 대부분 접지-관련된, 비대칭적 신호를 기초로 하기 때문이다. 만약 전송 장치(70)가 발진기 신호 및 중간 주파수 신호를 동일한 방향으로 전송한다면, 변환기는, 예를 들어, 광대역 차동 증폭기에 의해 실현될 수 있다. 예를 들어 하나 이상의 부셰르 브릿지를 가지는 대칭화 요소(71) 내에서와 같이 실현된, 피동적 구성요소를 가지는 변환기(73)가 양 방향을 따른 전송에 적합하다.
본 발명에 따라서, 전송 장치(70)의 대칭화 요소(71)가 또한 국소적 코일의 하우징(51) 내에 배열되는 것 및/또는 변환기(73)가 자기 공명 단층 촬영기(1)의 수신 유닛(22)의 일부가 되는 것을 또한 고려할 수 있다.
도 4는, 본 발명에 따른 전송 장치의 실시예 형태의 대칭화 요소(71)의 개략도의 예를 구체화한다.
예를 들어 도 4에 도시된 대칭화 요소(71)는 왼쪽의 비대칭적인 신호 및 50 오옴의 임피던스를 가지는 신호 포트로부터 오른쪽의 100 오옴의 임피던스를 가지는 대칭적인 신호 포트로의 변환을 실시한다. "광대역 이중-대역 부셰르 브릿지" 형태의, 도시된 대칭화 요소(71)의 특별한 설계를 통해서, 희망 변환이, 발진기 주파수를 위한 55 MHz 내지 75 MHz의 주파수 범위 그리고 또한 중간 주파수 신호를 위한 8 MHz 내지 12 MHz의 주파수 범위 모두에서 발생된다.
부셰르 브릿지 설계의 가장 단순한 형태는, 부셰르 브릿지의 2개의 분기가 공급될, 비대칭적인 신호 입력부를 갖는다. 여기에서, 분기는 도 4의 회로도의 상부 또는 하부 절반 내의 신호 경로에 상응한다. 차동 또는 대칭적 출력 신호가 반대 방향을 따른 각각의 분기 내의 위상 천이를 통해서 각각의 분기의 출력에서 나타난다. 피동적 구성요소 때문에, 대칭적 신호를 비대칭적 신호로 변환하기 위해서, 반대 방향을 따른 신호 흐름이 또한 고려될 수 있다.
반대되는 위상 천이가, 예를 들어, 하나의 분기 내의 고역 및 다른 분기 내의 저역에 의해 달성될 수 있다. 고역 및 저역은 일반적으로 부셰르 요소로서 또한 지칭될 것이다. 도 4에서, 2개의 그러한 스테이지가 각각의 분기 내에서 직렬로 연결된다.
또한, 도 4의 본 발명에 따른 실시예의 형태에서, 각각의 부셰르 요소들 내의 커패시턴스들이 병렬 발진 회로로서 그리고 인덕턴스가 직렬 발진 회로로서 각각 설계된다. 저역 및 고역 각각은 단지 최대 90도에 상당하는 위상 변위를 획득하는 반면, 발진 회로는, 공진 주파수에서의 90도와 함께, 최대 180도에 상당하는 위상 변위를 달성한다. 따라서, 공명 주파수의 적절한 설계를 통해서, 발진 회로가 하나의 주파수에서 저역으로서 그리고 다른 주파수에서 고역으로서 작용할 수 있고, 그에 따라 발진 회로를 가지는 부셰르 브릿지는, 2개의 분기의 효과를 변화시키는 것에 의해서, 2개의 크게 다른 주파수에 대한 대칭화 요소로서 작용한다.
유리한 방식으로, 도 4에 도시된 바와 같이 피동적이고 페라이트-프리인 구성요소로만 구성된 대칭화 요소(71)는 필드 자석의 근접부 내에서 사용될 수 있고 그 이상에서는 대칭적 신호 포트로부터 비대칭적 신호 포트로 그리고 그 반대로, 신호 흐름의 양 방향에 적합하다.
본 발명이 비록 바람직한 예시적 실시예에 의해 더 구체적으로 설명되고 완전히 예시되었지만, 본 발명은 개시된 예에 의해 제한되지 않으며, 특허의 보호 범위로부터 벗어나지 않고도, 다른 변경이 당업자에 의해 안출될 수 있을 것이다.

Claims (9)

  1. 중간 주파수 신호의 믹스 다운을 위해서 중간 주파수 신호 및 발진기 신호를 전송하기 위한 전송 장치(70)이며, 상기 전송 장치는:
    발진기 신호 및 중간 주파수 신호의 전송을 위한 대칭적인 전송 라인(72) 및 비대칭적인 신호 공급원 및/또는 신호 싱크를 대칭적인 전송 라인(72)에 적응시키기 위한 대칭화 요소(71)를 포함하고,
    상기 대칭화 요소(71)는 페라이트-프리 인덕턴스만을 가지는, 전송 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 발진기 신호는 50 MHz 초과의 주파수를 가지고, 상기 중간 주파수 신호는 20 MHz 미만의 주파수를 가지는, 전송 장치.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 전송 장치(70)는 각각 상기 발진기 신호의 주파수 범위 내에서 그리고 상기 중간 주파수 신호의 주파수 범위 내에서 각각의 국소적인 감쇠 최소치를 가지는, 전송 장치.
  4. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 전송 장치(70)는 각각 상기 발진기 신호의 주파수 범위 내에서 그리고 상기 중간 주파수 신호의 주파수 범위 내에서 각각 공통 모드 제거의 국소적인 최대치를 가지는, 전송 장치.
  5. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 대칭화 요소(71)가 부셰르 브릿지를 가지는, 전송 장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 부셰르 브릿지는, 상기 부셰르 브릿지의 적어도 하나의 분기 내에서, 2개의 스테이지를 가지는, 전송 장치.
  7. 제5항에 있어서,
    상기 부셰르 브릿지의 하나 이상의 커패시턴스가 각각의 병렬 발진 회로에 의해 대체되고 그리고/또는 하나 이상의 인덕턴스가 각각의 직렬 발진 회로에 의해 대체되는, 전송 장치.
  8. 자기 공명 단층 촬영기이며, 상기 자기 공명 단층 촬영기(1)는 제1항 또는 제2항에 따른 전송 장치(70), 국소적 코일(50) 및 수신 유닛(22)을 가지며, 상기 국소적 코일(50)은 자기 공명 신호의 전송을 위한 송신 유닛(22)에 의해 상기 수신 유닛(22)에 신호 연결되는, 자기 공명 단층 촬영기.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 국소적 코일(50)은 비대칭적 인터페이스를 통해서 상기 전송 장치(70)에 신호 연결되는, 자기 공명 단층 촬영기.
KR1020170054076A 2016-05-03 2017-04-27 차동 케이블 라우팅에 의해서 자기 공명 신호를 전송하기 위한 장치 KR101979081B1 (ko)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP16168126.7A EP3242396A1 (de) 2016-05-03 2016-05-03 Vorrichtung zur übertragung von magnetresonanzsignalen mittels differentieller leitungsführung
EP16168126.7 2016-05-03

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20170124966A true KR20170124966A (ko) 2017-11-13
KR101979081B1 KR101979081B1 (ko) 2019-05-15

Family

ID=55913498

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020170054076A KR101979081B1 (ko) 2016-05-03 2017-04-27 차동 케이블 라우팅에 의해서 자기 공명 신호를 전송하기 위한 장치

Country Status (4)

Country Link
US (1) US10481227B2 (ko)
EP (1) EP3242396A1 (ko)
KR (1) KR101979081B1 (ko)
CN (1) CN107453728B (ko)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP3252490B1 (de) 2016-06-03 2020-09-16 Siemens Healthcare GmbH Vorrichtung und verfahren zur übertragung von radiofrequenz-signalen über eine geschirmte, symmetrische leitung
JP6918658B2 (ja) * 2017-09-19 2021-08-11 キヤノンメディカルシステムズ株式会社 高周波コイル装置および磁気共鳴イメージング装置
CN112305477B (zh) * 2019-07-24 2024-01-30 西门子(深圳)磁共振有限公司 借助局部线圈的宽带信号进行数据传输的装置、系统和方法

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5148130A (en) * 1990-06-07 1992-09-15 Dietrich James L Wideband microstrip UHF balun
DE10104260C2 (de) * 2001-01-31 2003-05-22 Infineon Technologies Ag Elektrische Symmetrierschaltung
WO2003093851A1 (en) * 2002-04-29 2003-11-13 Imperial College Innovations Limited Magnetic resonance imaging receive circuit
US20060103484A1 (en) * 2004-11-18 2006-05-18 Stmicroelectronics S.A. Balun with localized components
WO2012072969A1 (en) * 2010-11-29 2012-06-07 The University Of Birmingham Balanced antenna system
US20140347143A1 (en) * 2013-05-22 2014-11-27 Ralph Oppelt Balancing Circuit

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10123369A1 (de) * 2001-05-14 2002-12-05 Infineon Technologies Ag Filteranordnung für, symmetrische und unsymmetrische Leitungssysteme
DE102007047021B4 (de) * 2007-10-01 2011-07-28 Siemens AG, 80333 Anordnung zur Übertragung von Magnetresonanzsignalen
DE102010012393B4 (de) * 2010-03-23 2013-04-11 Siemens Aktiengesellschaft Magnetresonanzeinrichtung mit einer wenigstens einen Sperrkreis aufweisenden Koaxialleitung
US10234518B2 (en) * 2014-02-21 2019-03-19 Children's Hospital Medical Center Loop coil with integrated balun for MR applications

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5148130A (en) * 1990-06-07 1992-09-15 Dietrich James L Wideband microstrip UHF balun
DE10104260C2 (de) * 2001-01-31 2003-05-22 Infineon Technologies Ag Elektrische Symmetrierschaltung
WO2003093851A1 (en) * 2002-04-29 2003-11-13 Imperial College Innovations Limited Magnetic resonance imaging receive circuit
US20060103484A1 (en) * 2004-11-18 2006-05-18 Stmicroelectronics S.A. Balun with localized components
WO2012072969A1 (en) * 2010-11-29 2012-06-07 The University Of Birmingham Balanced antenna system
US20140347143A1 (en) * 2013-05-22 2014-11-27 Ralph Oppelt Balancing Circuit

Also Published As

Publication number Publication date
CN107453728B (zh) 2020-10-13
KR101979081B1 (ko) 2019-05-15
US20170322267A1 (en) 2017-11-09
EP3242396A1 (de) 2017-11-08
US10481227B2 (en) 2019-11-19
CN107453728A (zh) 2017-12-08

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP3432896B2 (ja) 核スピントモグラフィ装置の高周波装置
US8742759B2 (en) High-frequency coil and magnetic resonance imaging device
US6320385B1 (en) Multi-channel balun for magnetic resonance apparatus
US7692427B2 (en) Magnetic resonance imaging RF coil decoupling circuit
US20030210049A1 (en) Method and apparatus for decoupling quadrature phased array coils
JP5220872B2 (ja) バランおよび磁気共鳴撮像装置
JP2006507913A (ja) 縮退型のかご型コイル及び送信／受信装置、並びにその方法
US10871532B2 (en) Local coil matrix and methods for image acquisition
US10520564B2 (en) High frequency coil and magnetic resonance imaging device
JP2007325826A (ja) ２重同調ｒｆコイル
KR101979081B1 (ko) 차동 케이블 라우팅에 의해서 자기 공명 신호를 전송하기 위한 장치
US10557900B2 (en) Body coil having a pre-amplification unit configured to provide a detuning effect
US11112471B2 (en) Inductively feeding an RF coil for magnetic resonance imaging
JP2013540553A (ja) Ｒｆアンテナ及びｒｆ送受信アンテナ装置
JP2019513451A (ja) 磁気共鳴イメージング装置のための選択可能な駆動ポートを有するｒｆ送信システム
Reber et al. An in-bore receiver for magnetic resonance imaging
US20040266362A1 (en) Transmit/receive switch
US10197646B2 (en) Decoupling of parallel transmission arrays in magnetic resonance imaging
JP2006523487A (ja) 選択可能な直交結合を用いる位相配列コイル
JP2021171656A (ja) 磁気共鳴イメージング装置及び作動方法
US10670673B2 (en) Device and method for transmitting signals over a shielded balanced line
JPS63270036A (ja) 磁気共鳴イメ−ジング装置
CN107874757B (zh) 磁共振射频子系统及用于其的线圈去耦合装置及方法
JPH11309128A (ja) 磁気共鳴イメージング装置
JPH10262949A (ja) 磁気共鳴イメージング装置

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant