專利名稱：用于接收和/或發(fā)射rf信號、尤其是在mri系統(tǒng)中接收和/或發(fā)射rf信號的裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于(尤其是在磁共振成像(MRI)系統(tǒng)中)接收和/ 或發(fā)射RF信號并在至少一個RF天線、線圈和/或傳感器單元與信號處理單 元之間以數(shù)字格式饋送RF信號的裝置。本發(fā)明還涉及為了在這種裝置中使 用而相應(yīng)修改的RF天線、線圈和傳感器，以及涉及一種包括該裝置的磁共 振成像系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
磁共振成像是一種公知的用于檢査身體組織的非侵入性醫(yī)學(xué)診斷方 法。組織中的核子的自旋在強(qiáng)磁場中對準(zhǔn)，然后，利用一個或多個具有拉 莫爾頻率的RF發(fā)射天線發(fā)射的RF脈沖來對其加以激勵。利用發(fā)射天線， 或者利用一個或多個例如形式為較大體線圈的RF接收天線、線圈或傳感器，
和/或利用一個或多個針對身體特定部位的表面線圈(如頭部線圈)和/或 位于導(dǎo)管尖端處的小檢測器線圈，來檢測核子自旋的磁共振或弛豫?；?這些共振信號，可以利用信號處理或圖像重構(gòu)單元產(chǎn)生高質(zhì)量、高分辨率 的身體組織的圖像。
為了控制天線并向天線供電，為了饋送要發(fā)射的RF脈沖以及為了饋送 所接收的共振信號以便產(chǎn)生圖像，所有這些RF發(fā)射天線和接收天線、線圈 和傳感器都必須連接到信號處理單元(如，特別是圖像重構(gòu)單元)。
WO 2004/089211公開了一種磁共振檢查設(shè)備，其包括位于檢查區(qū)附近 的接收組件，用于響應(yīng)于自旋共振信號而產(chǎn)生要發(fā)射到信號處理單元的信 號。為了克服與接收組件和信號處理單元之間的金屬線纜連接相關(guān)的問題， 接收組件包括用于響應(yīng)于自旋共振信號而產(chǎn)生數(shù)字信號的數(shù)字化器。此外， 還提出了一種光學(xué)換能器，該光學(xué)換能器用于將數(shù)字信號轉(zhuǎn)換成光信號， 以經(jīng)由光學(xué)耦合器和光纖鏈路將光信號發(fā)送到信號處理單元的光接收器，或者對于紅外信號，經(jīng)過自由空間發(fā)送到信號處理單元的光接收器。
可選地，根據(jù)W0 2004/089211，可以提供一種換能器和發(fā)射機(jī)來將自 旋共振信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字調(diào)制射頻信號，以將其通過自由空間經(jīng)由無線電通 信鏈路發(fā)射到信號處理單元的接收機(jī)。
通過光纖或通過自由空間傳輸光信號以及通過自由空間進(jìn)行射頻傳輸 的缺點在于通常仍然需要電纜連接來為接收組件供電和/或控制接收組 件，特別是在接收組件是以沒有自身電源的RF天線、線圈和/或傳感器單 元的形式提供時和/或還要用于發(fā)射RF激勵信號時。因此，由于這種電纜 連接具有特定的長度，因此限制了接收組件的放置自由度，尤其是限制了 接收線圈的放置自由度。
此外，在通過自由空間傳輸?shù)那闆r下，通常發(fā)射機(jī)和接收機(jī)必需彼此 對準(zhǔn)，并且如果兩者之間沒有直視線路(direct line of sight),就可能 會干擾或中斷傳輸。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的根本目的是克服這些缺點，并且提供一種用于接收和/或發(fā)射 RF {言號并在至少一個RF天線、線圈和/或傳感器單元與信號處理單元之間 以數(shù)字格式饋送RF信號的裝置，這種裝置在使用上可靠并且靈活，尤其是 在可移動的RF天線的情況下，例如用于身體特定部位的表面線圈(例如， 頭部線圈)和/或位于導(dǎo)管尖端處的小檢測器線圈。
該目的是由根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置實現(xiàn)的，該裝置包括至少一個 數(shù)字線纜，其中至少一個所述RF天線、線圈和/或傳感器單元以及所述數(shù) 字線纜的至少一側(cè)設(shè)置有數(shù)字信號連接器，用于通過將連接器插接到一起 而將二者單獨連接。
通過提供與數(shù)字和可分離的連接器進(jìn)行組合的數(shù)字線纜，在放置期間 以及在相對于特定檢査來選擇所述RF天線、線圈和/或傳感器單元的位置 期間，取得了極大的靈活性。尤其是在提供多個具有不同長度的數(shù)字線纜 的情況下，可以在放置RF天線、線圈和/或傳感器單元之后，選擇適當(dāng)?shù)?線纜，并且將該線纜與RF天線、線圈和/或傳感器單元相連，而不用害怕 像使用具有不同長度的模擬線纜時那樣在RF天線和線纜之間出現(xiàn)RF相互影響。
根據(jù)本發(fā)明，RF天線、線圈和/或傳感器單元和相關(guān)的線纜不再需要是 不可分離的部分，因為通過使用數(shù)字線纜和數(shù)字格式，也可以確保具有不 同長度的數(shù)字線纜實現(xiàn)無干擾、無相互影響的RF信號傳輸。
從屬權(quán)利要求披露了本發(fā)明的有利實施例。
權(quán)利要求2和權(quán)利要求3分別披露了針對數(shù)字RF天線、線圈和/或傳 感器和模擬RF天線、線圈和/或傳感器所提供的實施例，從而可以提供具 有兩種天線的裝置，尤其是可以使用僅具有模擬信號輸出的那些常規(guī)RF天 線、線圈和傳感器。
權(quán)利要求4具有的優(yōu)點在于進(jìn)一步改善了該裝置中的無干擾、無相 互影響的RF信號傳輸。
權(quán)利要求5到7的優(yōu)點在于即使在使用光學(xué)數(shù)字格式的情況下，也 可以為相關(guān)RF天線、線圈和/或傳感器單元提供例如DC電源。


在參考附圖對本發(fā)明示例性優(yōu)選實施例的下列描述中，披露了本發(fā)明
的更多細(xì)節(jié)、特征和優(yōu)點，在附圖中
圖1是MR系統(tǒng)的主要部分的示意性方框圖；以及
圖2是根據(jù)本發(fā)明的裝置的第一和第二實施例的示意圖。
具體實施例方式
圖1示意性地示出了通過MR系統(tǒng)的柱形或筒形檢查空間(或掃描機(jī)空 間)1的縱截面。沿著通過柱形空間1的軸線方向，引導(dǎo)用于承載患者或另 一檢査對象P的患者檢査臺2。
該系統(tǒng)包括用于產(chǎn)生靜磁場(B。場)的主磁體31、 32，所述靜磁場用 于對要檢查的組織中的核子的自旋進(jìn)行對準(zhǔn)。
該系統(tǒng)還包括梯度磁體(線圈)41、 42，用于產(chǎn)生在三個正交方向(x、 y和z方向)上具有梯度的磁場，以便以公知的方式實現(xiàn)空間或切片選擇以 及所接收的RF信號的空間編碼。
通常，提供多個RF激勵線圈或天線來發(fā)射RF脈沖(BJ湯)以激勵核子，并且提供多個RF檢測線圈或天線或傳感器，來接收和檢測從核子發(fā)出的RF 弛豫或共振信號。
根據(jù)圖1，提供了用于對患者的整個身體進(jìn)行成像的固定的第一和第二 體線圈5、 6，該固定的第一和第二體線圈5、 6例如以平面載體(如，電路 板)上的導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的形式?？梢詫⑦@種導(dǎo)體結(jié)構(gòu)分成多個線圈元件51、 52、 ...5n; 61、 62、 ... 6n，可以對它們進(jìn)行彼此獨立的控制，以發(fā)射RF 脈沖和/或接收RF弛豫信號。
最后，提供一個或多個用于身體某部分的可移動的表面線圈71、 72、… 7n，例如頭部線圈和/或位于導(dǎo)管尖端的檢測器線圈，以便從患者P的一定 區(qū)域接收RF信號，其中，使用附圖標(biāo)記7來統(tǒng)一表示它們。
使用附圖標(biāo)記8來統(tǒng)一表示具有下列功能的單元，即該單元具有的功 能是控制這些RF發(fā)射和接收天線、線圈或傳感器并且為它們供電，以及處 理和評估所接收的信號并產(chǎn)生圖像或其他分析。這些單元的更加詳細(xì)的介 紹例如披露于現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)US 2005/0107681 Al中。
為了將從RF天線、線圈或傳感器5、 6、 7接收的磁共振信號饋送到相 關(guān)的信號處理、評估和/或圖像重構(gòu)單元或其他分析裝置8，以及為了向用 于發(fā)射和接收RF信號的天線、線圈或傳感器5、6、7的線圈部分51、52、...； 61、 62、 ...， 71、 72...供電并加以控制，提供了根據(jù)本發(fā)明的裝置。
該裝置可以至少具有兩個實施例，根據(jù)要與信號處理或圖像重構(gòu)單元8 相連的RF天線、線圈或傳感器5、 6、 7的種類，尤其是相對于由RF天線、 線圈或傳感器5、 6、 7產(chǎn)生的輸出信號的種類以及這些信號是模擬格式還 是數(shù)字格式來選擇這兩種實施例。
提供該裝置的第一實施例是為了連接至少一個數(shù)字RF天線、線圈或傳 感器單元A，所述數(shù)字RF天線、線圈或傳感器單元A包括RF天線、線圈或 傳感器5、 6、 7和模數(shù)轉(zhuǎn)換器電路板11，其用于將接收的磁共振信號轉(zhuǎn)換 成數(shù)字格式、優(yōu)選是利用適當(dāng)光源生成數(shù)字光纖光輸出信號形式的數(shù)字光 學(xué)信號。
該裝置的第一實施例包括多個數(shù)字線纜121、…12n，每一側(cè)具有數(shù)字 連接器121a、 121b; ... 12na、 12nb。數(shù)字RF天線單元A，尤其是相關(guān)的 A/D轉(zhuǎn)換器電路板11包括數(shù)字連接器lla，通過將數(shù)字連接器lla與該線纜121、…12n的一端的第一連接器121a、…12na插接到一起，來將數(shù)字 RF天線單元A與多個數(shù)字線纜121、…12n單獨連接起來。這種連接器在現(xiàn)
有技術(shù)中是公知的。
利用第二數(shù)字連接器121b、…12nb，將線纜121、…12n的另一端與 重構(gòu)單元8相連，重構(gòu)單元8包括對應(yīng)的數(shù)字連接器8a?？蛇x地，可以將 線纜121、 ... 12n與例如位于患者檢査臺2處的相關(guān)數(shù)字連接器2a相連， 其中數(shù)字連接器2a自身與信號處理或圖像重構(gòu)單元8相連。
該數(shù)字線纜121、 ...12n優(yōu)選以一組具有不同長度的數(shù)字線纜的形式 提供，該組數(shù)字線纜例如可以保持在位于線圈盒附近、線圈盒中或線圈盒 上的特殊機(jī)架中。
此外，該數(shù)字線纜121、 ...12n優(yōu)選以光學(xué)數(shù)字線纜的形式提供。在 這種情況下，為了實現(xiàn)向RF天線、線圈或傳感器供電，優(yōu)選將數(shù)字線纜提 供為分段的數(shù)字線纜，其包括至少一個用于發(fā)射RF信號的光纖以及至少一 個用于饋送(DC)電力的電纜。電纜優(yōu)選絞合在光纖的周圍。
相應(yīng)地，位于線纜121、…12n的每一側(cè)上的數(shù)字連接器121a、 121b;… 12na、 12nb和位于電路板ll上的數(shù)字連接器lla、以及位于重構(gòu)單元8上 的連接器8a (或者，位于患者檢查臺2上的連接器2a)優(yōu)選包括用于與 至少一個光纖光學(xué)接觸的光纖接口和用于與至少一個電纜電氣接觸的電接n。
由于電纜上沒有RF信號傳輸?shù)氖聦?因此，在一邊的RF天線、線圈 和傳感器與另一邊的相關(guān)線纜之間沒有相互影響或干擾)，因此不再需要將 線纜不可分離地固定在相關(guān)的RF天線、線圈或傳感器處。由此為用戶帶來 了高度靈活性。例如，在檢查時，如果己經(jīng)將RF天線、線圈和傳感器放置 在患者或檢查對象周圍的期望位置處，則選擇具有適當(dāng)長度的線纜121、… 12n，并且使用該線纜121、…12n來將RF天線、線圈和傳感器直接或經(jīng)由 患者檢查臺2處的連接器2a與信號處理或圖像重構(gòu)單元8相連。
此外，還可以將線纜保持連接在信號處理或圖像重構(gòu)單元8，并且使"將 系統(tǒng)連接到線圈"成為可能。在這種情況下，僅提供在一端具有連接器 121a、…12na的線纜121、…12n。
提供該裝置的第二實施例是為了連接至少一個模擬RF天線、線圈或傳感器5、 6、 7，它不包括任何模數(shù)轉(zhuǎn)換器電路板11而是將所接收的磁共振 信號以模擬格式輸出。
該裝置的第二實施例包括至少一個單獨的模數(shù)轉(zhuǎn)換器10，其用于將模 擬輸出信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字格式，并且優(yōu)選用于以數(shù)字光纖光輸出信號形式產(chǎn) 生數(shù)字光學(xué)信號，如上文參照電路板ll所介紹的那樣。
這種單獨的A/D轉(zhuǎn)換器10的優(yōu)選形式是小的盒子，它包括第一模擬連 接器或接口 10b，用于將轉(zhuǎn)換器10與位于模擬RF天線處的相應(yīng)模擬連接器 或接口 10a進(jìn)行連接，從而二者一起形成數(shù)字RF天線單元B。此外，該A/D 轉(zhuǎn)換器10包括第二數(shù)字連接器10c，用于將該A/D轉(zhuǎn)換器10與位于數(shù)字線 纜121、…12n—端上的數(shù)字連接器121a、…12na相連，如上文參照數(shù)字 RF天線單元A所介紹的那樣。
同樣，所述數(shù)字線纜121、…12n優(yōu)選以一組具有不同長度的數(shù)字線纜 的形式提供。
此外，數(shù)字線纜121、…12n優(yōu)選以數(shù)字光纜的形式提供，如上所述， 其相應(yīng)地包括至少一個光纖和至少一個電纜。
在這種情況下，除了在數(shù)字線纜121、…12n的每一側(cè)上的數(shù)字連接器 121a、 121b;…12na、 12nb之外，轉(zhuǎn)換器10上的連接器10c優(yōu)選還包括用 于與至少一個光纖光學(xué)接觸的光纖接口以及用于與至少一個電纜電氣接觸 的電接口。
最后，根據(jù)本發(fā)明的裝置還可以包括如上所述的用于發(fā)射RF信號或脈 沖的RF天線、線圈和/或傳感器單元。
權(quán)利要求
1、一種用于接收和/或發(fā)射RF信號并利用至少一個數(shù)字線纜(121、…12n)在至少一個RF天線、線圈和/或傳感器單元(A，B)與信號處理單元(8)之間以數(shù)字格式饋送所述RF信號的裝置，其中至少一個RF天線、線圈和/或傳感器單元(A，B)和所述數(shù)字線纜(121，…12n)的至少一側(cè)設(shè)置有數(shù)字信號連接器(10c，11a；121a，121b，…12na，12nb)，用于通過將連接器插接到一起而將二者單獨連接。
2、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的裝置，其中所述RF天線、線圈和/或傳感器 單元(A)是包括RF天線、線圈和/或傳感器(5， 6， 7)、模數(shù)轉(zhuǎn)換器(11) 和所述數(shù)字信號連接器(lla)的數(shù)字單元，其中所述模數(shù)轉(zhuǎn)換器(11)用 于將接收的RF信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字格式。
3、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的裝置，其中所述RF天線、線圈和/或傳感器 單元(B)包括模擬RF天線、線圈和/或傳感器(5， 6， 7)以及單獨的模 數(shù)轉(zhuǎn)換器(10)，其中，所述模數(shù)轉(zhuǎn)換器(10)用于將接收的RF信號轉(zhuǎn)換 成數(shù)字格式，所述模數(shù)轉(zhuǎn)換器(10)具有要與所述模擬RF天線、線圈和/ 或傳感器(5， 6， 7)的輸出端(10a)連接的模擬電接口 (10b)，并且其 中所述模數(shù)轉(zhuǎn)換器(10)設(shè)置有數(shù)字信號連接器(10c)。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其中所述數(shù)字格式是數(shù)字光學(xué)格式， 并且所述數(shù)字線纜包括至少一個光纖，所述數(shù)字信號連接器(10c， lla; 121a， 121b，…12na， 12nb)包括至少一個光纖接口。
5、 根據(jù)權(quán)利要求4所述的裝置，其中所述數(shù)字線纜(121，…12n)包 括至少一個電纜。
6、 根據(jù)權(quán)利要求5所述的裝置，其中所述至少一個電纜絞合在所述至 少一個光纖的周圍。
7、 根據(jù)權(quán)利要求5所述的裝置，其中所述數(shù)字信號連接器(10c， lla; 121a， 121b，…12na， 12nb)包括至少一個電接口。
8、 RF天線、線圈和/或傳感器單元(A)，其包括數(shù)字信號連接器(lla)， 所述數(shù)字信號連接器(lla)用于以數(shù)字格式輸出所接收的RF信號并將其 單獨地與對應(yīng)的連接器連接，尤其是與數(shù)字線纜處的對應(yīng)連接器連接，尤 其是用于根據(jù)權(quán)利要求1到7之一所述的裝置中。
9、 根據(jù)權(quán)利要求8所述的RF天線、線圈和/或傳感器單元(A)，其中 所述數(shù)字格式是數(shù)字光學(xué)格式，并且所述數(shù)字信號連接器(lla)包括至少 一個電接口和至少一個光纖接口 。
10、 一種用于發(fā)射RF脈沖和/或接收磁共振信號的磁共振成像系統(tǒng)， 其包括至少一個根據(jù)權(quán)利要求1到7之一所述的裝置。
全文摘要
公開了一種用于接收和/或發(fā)射RF信號并利用至少一個數(shù)字線纜(121、…12n)在至少一個RF天線、線圈和/或傳感器單元(A，B)與信號處理單元(8)之間以數(shù)字格式饋送所述RF信號的裝置，其特別適用于磁共振(MR)成像系統(tǒng)，其中至少一個RF天線、線圈和/或傳感器單元(A，B)和所述數(shù)字線纜(121，…12n)的至少一側(cè)設(shè)置有數(shù)字信號連接器(10c，11a；121a，121b，…12na，12nb)，用于通過將連接器插接到一起而將二者單獨連接。通過以數(shù)字格式發(fā)射RF信號，尤其是以數(shù)字光學(xué)格式發(fā)射RF信號，可以使用具有不同長度的多個數(shù)字線纜(121，…12n)和數(shù)字連接器(121a，121b，…12na，12nb)，它們不需要是相關(guān)的RF天線、線圈或傳感器的不可分離的部分，從而在為了檢查而放置RF天線、線圈和/或傳感器時可以取得極大的靈活性，還可以確保無干擾的RF信號傳輸。
文檔編號G01R33/36GK101322042SQ200680045694
公開日2008年12月10日 申請日期2006年11月15日 優(yōu)先權(quán)日2005年12月8日
發(fā)明者K·米爾德, P·多姆斯 申請人:皇家飛利浦電子股份有限公司