NL8700281A

NL8700281A - Magnetisch resonantie apparaat met verbeterde detectie.

Info

Publication number: NL8700281A
Application number: NL8700281A
Authority: NL
Original assignee: Philips Nv
Priority date: 1987-02-06
Filing date: 1987-02-06
Publication date: 1988-09-01
Also published as: DE3871978D1; EP0279481B1; JPS63200743A; DE3871978T2; EP0279481A1; JP2661936B2

Description

i PHN 12.024 1 t.n.v. N.V. Philips' Gloeilampenfabrieken te Eindhoven.

Magnetisch resonantie apparaat met verbeterde detectie.

De uitvinding heeft betrekking op een magnetisch resonantie apparaat met een magneetstelsel voor het opwekken van een stationair magneetveld, een magneetstelsel voor het opwekken van magnetische gradientvelden, een rf-zendspoel en een rf-detectiespoel met 5 een detectie inrichting voor het detecteren van in een object opgewekte . magnetische resonantie signalen.

Een dergelijk apparaat is bekend uit EP 164164.

Bij gebruik van bekende apparaten wordt als nadeel ondervonden, dat bij opnamen van een te onderzoeken patient in het 10 apparaat, de detectie inrichting steeds opnieuw moet worden ingesteld.

Dat wil zeggen, dat het apparaat telkens moet worden getuned voor aanpassing aan de juiste frequentie en worden gematched voor impedantie aanpassing aan bijvoorbeeld een 50 ohm ingangsimpedantie van de detector. Door in de spoelschakeling capaciteiten op te nemen met een 15 capaciteitswaarde die beduidend groter zijn dan de door de aanwezigheid van een patient optredende parasitaire capaciteiten, kan worden voorkomen dat een substantieel gedeelte van de spoelstroom door die parasitaire capaciteitswerking via de patient wegvloeit. Aldus kan het bezwaar van het telkens weer tunen van de detectie-inrichting worden 20 vermeden. Door het opnemen van een patient in het apparaat wordt de Q-waarde van de spoel verlaagd als gevolg van energieverlies door in de patient optredende wervelstromen (Eddy currents). Schakeltechnisch gesproten wordt hierdoor een een extra verliesweerstand toegevoegd, waardoor bij wisselende belasting van de spoel steeds opnieuw moet 25 worden gematched. Voor het ondervangen hiervan is geen schakeltechnische ingreep, zoals het toevoegen van een capaciteit voor het tunen bekend.

Een verder nadeel van bekende apparaten is het relatief grote signaalverlies dat optreedt door de noodzakelijk lange signaalafvoerkabel tussen de spoel en de detector.

30 De uitvinding beoogt deze bezwaren op te heffen en daartoe heeft een magnetisch resonantie opparaat van de in de aanhei genoemde soort volgens de uitvinding tot kenmerk, dat aan een spoelzijde £ 7 Π p ? & f * 'i PHN 12.024 2 van een signaal afvoerkabel een de detectiesignalen versterkende spanningsgestuurde voorversterker is opgenomen.

In een voorkeursuitvoering is het apparaat uitgerust met een afzonderlijke zendspoel en detectiespoel. Hierdoor is het nadeel 5 vermeden, dat een met een voorversterker uitgeruste meetspoel minder eenvoudig als zendspoel kan worden gebuikt. In het bijzonder bevat de meetspoel tenminste een oppervlaktespoel. Een dergelijke detectiespoel is op zich reeds minder geschikt om als zendspoel te worden gebruikt.

In een verdere uitvoering is de detectiespoel uitgerust 10 met een opgedeelde spoel zoals beschreven in EP 173363, waardoor aanzienlijk lagere spanningen in het spoelenstelsel optreden en als gevolg daarvan extra verliezen door het opnemen van een te meten object sterk zijn gereduceerd, doordat de dan optredende dielektrische stromen geringer zijn.

15 In een verdere voorkeursuitvoering bevat de signaalvoorversterker in de detectiespoel een insulated gate FET-transistor, bijvoorbeeld een MOS-FET-transistor, waardoor een beduidende signaalversterking kan worden gerealiseerd met een substantieel niet stroomvoerende schakeling.

20 Aan de hand van de tekening zullen in het navolgende enkele voorkeursuitvoeringen volgens de uitvinding nader worden beschreven.

In de tekening toont,

Figuur 1 een magnetisch resonantie apparaat met een 25 volgens de uitvinding van een voorversterker voorziene detectie-inrichting,

Figuur 2 een bekende rf-detectie schakeling voor een magnetisch resonatie apparaat en

Figuur 3 een schakelschema voor een 30 rf-detectie-inrichting volgens de uitvinding.

Een magnetisch resonantie appraat zoals weergegeven in Figuur 1 bevat een magneetstelsel 2 voor het opwekken van een stationair homogeen magneetveld, een magneetstelsel 4 voor het opwekken van magnetische gradientvelden, voedingsbronnen 6 en 8 voor respectievelijk 35 het magneetstelsel 2 en het magneetstelsel 4. Een magneetspoel 10 dienende voor het opwekken van een rf-magnetisch wisselveld is aangesloten op een radiofrequentbron 12. Voor detectie van, door het ΒΊΟ r-pa 1

· t'· i’- * K

PHN 12.024 3 <ï · * rf-zendveld in een te onderzoeken object opgewekte magnetische resonantiesignalen is een spoel 13 opgenomen. Voor het uitlezen is de spoel 13 verbonden met een signaalversterker 14. De signaalversterker 14 is verbonden met een fasegevoelige gelijkrichter 16 die met een centrale 5 besturingsinrichting 18 is verbonden. De centrale besturingsinrichting 18 stuurt verder een modulator 20 voor de radiofrequentbron 12, de voedingsbron 8 voor de gradientspoelen en een monitor 22 voor beeldweergave. Een hoogfrequent oscillator 24 stuurt zowel de modulator 20 als de meetsignalen verwerkende fasegevoelige gelijkrichter 16. Voor 10 eventuele koeling dient een koelinrichting 26 met koelleidingen 27. Een dergelijke koelinrichting kan uitgevoerd zijn als waterkoeling voor weerstandsspoelen of als een vloeibaar helium dewarstelsel voor supergeleidende spoelen. De binnen de magneetstelsels 2 en 4 geplaatste zendspoel 10 ontsluit een meetruimte 28 die bij een apparaat voor medisch 15 diagnostische metingen voldoende ruimte biedt voor opname van patiënten. Ir* de meetruimte 28 kunnen aldus een stationair magneetveld, gradientvelden voor positie selectie van af te beelden doorsneden en ruimtelijk homogeen radiofrequent wisselveld worden opgewekt.

In eer. gebruikelijke schakeling voor detectie van de 20 rf-signalen zoals geschetst in Figuur 2 en uitvoerig is beschreven in "Review of Scientific Instr." 52 no. 4, April 1981, pages 542-547, is de detectiespoel 13 en een daarmede parallel geschakelde condensator 11 via een matching condensator 42 verbonden met een schakelpunt 44 waarop zowel dc rf-zend-inrichting 12 als een detectie-inrichting 45 is 25 aangesloten. De rf-zend-inrichting 12 omvat hier een rf-zender 46 en een ruisonderdrukker 48.

Via een condensator 49 en een condensator 50 zijn de signaalversterker 14 en de gelijkrichter 16 van de detectie-inrichting aangsloten op het schakelpunt 44. Tussen de condensatoren 49 en 50 is 30 hier een beveiligingscircuit 52 met een condensator 54, een spoel 56 en een diodeschakeling 58 opgenomen.

Een te meten object, gebruikelijk een te onderzoeken patient, is in de schakeling weergegeven door een vervangingsschema met een parasitaire capaciteit 6o en een parallel schakeling 62 van een capaciteit 64 en een 35 weerstand 66. De laatste schakeling is relevant voor via parasitaire capaciteiten tussen de patient optredende diëlektrische stromen en als zodanig als een verliesfactor te interpreteren. Door zorg te dragen voer 870 0 2 8 1 * PHN 12.024 4 t t een capaciteitswaarde van de condensator 11 die groot is ten opzichte van de paracitaire capaciteitswaarde kan worden vermeden dat bij opname van een patient frequentie verschuiving optreedt. In die situatie loopt de gehele stroom via de capaciteit 11 en substantieel geen stroom via de 5 capaciteit 60.

Van een schakelschema voor een rf-detectie systeem volgens de uitvinding, zoals aagegeven in Figuur 3, zijn een detectiespoel 13, uit symmetrieoverwegingen twee tuning condensatoren 11 en 11', een parasitaire capaciteit 60 en een parallelschakeling van 10 een capaciteit 64 en een weerstand 66 aangegeven. Via een matching condensator 42 is dit spoelsysteem verbonden met hier een MOS-FET-transistor 68. In de transistor 68 worden de resonantie signalen verstrekt en als verstrekte signalen via een kabel 70 doorgegeven aan de detector inrichting 14, 16. Een voedingsspanning van bijvoorbeeld +12 V 1 15 wordt vanuit een klem 72 toegevoerd via een 50 ohm weerstand 74. De voedingsaansluiting is via een afvlakcondensator 7b met de aarde verbonden.

Voor een juiste instelling van de transistor 68 is die via een weerstand 78, een rc-circuit 80 met een weerstand 82 en een 20 condensator 84 en via een rc-circuit 86 met een weerstand 88 en een condensator 90 met de aarde verbonden. Het rc-circuit 8 is via een, de transistor overbruggende koppelweerstand 92, met de signaalafvoerkabel 70 verbonden, 870 02a 1

Claims

1. Magnetisch resonantie apparaat met een magneetstelsel voor het opwekken van een stationair magneetveld, een magneetstelsel voor het opwekken van magnetische gradientvelden, een rf-zendspoel en een rf-meetspoel met een rf-detectie-inrichting voor detectie van in een 5 te onderzoeken object opgewekte magnetische resonantie signalen, met het kenmerk, dat aan een spoelzijde van een signaal afvoerkabel van de meetspoel een de detectie signalen versterkende spanning gestuurde voorversterker is opgenomen.

2. Magnetisch resonantie apparaat volgens conclusie 1, met 10 het kenmerk, dat het apparaat met een gescheiden rf-zendspoel en een rf-meetspoel is uitgerust.

3. Magnetisch resonantie apparaat volgens conclusie 2, met het kenmerk, dat de rf-meetspoel een oppervlaktespoel is. £7C>ü?n \ PHN 12.024 6

4. Magnetisch resonantie apparaat volgens conclusie 1, 2 of 15 3, met het kenmerk, dat het meetspoelstelsel een in meerdere deelspoelen opgedeelde spoel bevat.

5. Magnetisch resonantie appraat volgens één der voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat de capaciteitswaarde van een parallel met de meetspoel opgenomen condensator is aangepast aan 20 minimalisatie van spoelkwaliteitsverlies door object opname.

6. Magnetisch resonantie apparaat volgens één der voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat het signaal voorversterker circuit met een MOS-FET-transistor is uitgerust. 8700201