專利名稱：傳輸磁共振信號(hào)的裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于傳輸磁共振信號(hào)的裝置。
技術(shù)背景在石茲共振設(shè)備中，利用局部線圈來接收^f茲共振信號(hào)。局部線圈通常由多個(gè) 也稱為"回路"的單獨(dú)的天線構(gòu)成。在磁共振檢查期間，被激勵(lì)的原子核在局部線圈的各天線中分別感應(yīng)出作 為磁共振信號(hào)的電壓，它們被低噪聲地前置放大并傳送給接收器。該傳輸一般 通過電纜實(shí)現(xiàn)。圖11以非常簡化的方式示出現(xiàn)有技術(shù)中的^F茲共振設(shè)備?；颊逷位于由^t鐵M環(huán)繞的中央?yún)^(qū)域ZB中。在此，在患者P身上設(shè)置了 八個(gè)局部線圈LS，每個(gè)局部線圈LS具有一個(gè)配屬于它的前置放大器VS和一 條配屬于它的局部線圏電纜LSK。由此在每條局部線圈電纜LSK上都存在對應(yīng)的局部線圈LS的、經(jīng)過預(yù)放 大的接收信號(hào)，以用于繼續(xù)處理。所示出的八條局部線圏電纜LSK各具有一個(gè)外罩波陷波器MWS，借助這 些外罩波陷波器MWS可以實(shí)現(xiàn)相對于用于磁共振檢查的發(fā)送磁場的解耦。局部線圈電纜LSK組成為一條電纜線路KS。經(jīng)預(yù)放大的局部線圏LS的 接收信號(hào)通過該電纜線路KS由磁鐵M的中央?yún)^(qū)域ZB引出并輸入接收器E以 繼續(xù)處理。在現(xiàn)代磁共振設(shè)備中常常將數(shù)米長的電纜線路KS引入可移動(dòng)的患者臥榻 PL。由于這種引入或臥榻運(yùn)動(dòng)帶來以下問題每個(gè)局部線圈LS都通過一個(gè)插頭ST與對應(yīng)的局部線圏電纜LSK連接。 為此在要預(yù)定的位置上設(shè)置插頭組，這一方面有很大的位置需求另一方面在每 次檢查時(shí)都需要操作人員費(fèi)時(shí)地連接和斷開。局部線圈電纜LSK的外罩波陷波器MWS以及電纜線路KS同樣需要這些位于中央?yún)^(qū)域ZB以及患者臥榻PL中有限的寶貴空間。由于可移動(dòng)設(shè)置的患者臥榻PL電纜線路KS必須是非?？蓮澢⒖梢猿?受機(jī)械負(fù)荷的，由此導(dǎo)致高造價(jià)。發(fā)明內(nèi)容因此本發(fā)明要解決的技術(shù)問題在于，提出 一種能夠以較少的空間需求和較 低的開銷由局部線圏向接收器傳輸磁共振信號(hào)的裝置。本發(fā)明的技術(shù)問題通過一種用于傳輸磁共振信號(hào)的裝置來解決，該裝置具 有至少兩個(gè)接收支路。每個(gè)接收支路分別具有局部線圈的 一個(gè)單獨(dú)的天線以及 一個(gè)與該單獨(dú)的天線連接的放大器，從而將通過該單獨(dú)的天線接收的^i共振信號(hào)構(gòu)成為放大的磁共振信號(hào)。還設(shè)置有多路器，其中每個(gè)輸入端分別與一個(gè)接 收支路連接，從而通過該多路器可以利用時(shí)分多路復(fù)用方法將接收支路的放大 的磁共振信號(hào)綜合成結(jié)果信號(hào)。傳輸段一方面與多路器的輸出端連接另一方面 與接收器連接，從而通過該傳輸段將結(jié)果信號(hào)從多路器傳輸?shù)浇邮掌?。通過按照本發(fā)明的裝置降低了迄今為止所需的在單獨(dú)的天線和接收器之 間電纜連接的開銷。通過有利地采用光學(xué)傳輸段省去了迄今所需的同軸電纜及 其外罩波陷波器。由此節(jié)省了費(fèi)用和空間。通過組合所采用的時(shí)分多路復(fù)用器和光學(xué)傳輸段可以時(shí)分多路復(fù)用的方 式僅通過一條光波導(dǎo)體傳送多個(gè)單獨(dú)天線的信號(hào)。


以下借助附圖詳細(xì)描述本發(fā)明，其中，圖1以原理框圖示出根據(jù)本發(fā)明的裝置；圖2A至2C舉例示出根據(jù)圖1的時(shí)分多路復(fù)用方法的頻謙；圖3參照圖1示出具有采樣保持元件和導(dǎo)線均衡器的信號(hào)形狀；圖4參照圖1示出本發(fā)明的具有在多路器前的單邊帶混合器的優(yōu)選擴(kuò)展；圖5參照圖1示出本發(fā)明的具有轉(zhuǎn)換開關(guān)的另一優(yōu)選擴(kuò)展；圖6示出對于圖5的優(yōu)選變形；圖7和圖8示出不同于圖1的本發(fā)明的用于所謂的"X核"接收的裝置； 圖9示出一種與圖1不同的實(shí)施方式，其中還附加地通過信號(hào)導(dǎo)線SL — 起傳輸時(shí)鐘信號(hào)；圖IO示出涉及圖1以發(fā)送-接收轉(zhuǎn)換間隔的數(shù)據(jù)傳輸；以及 圖11示出本文開始所述的現(xiàn)有技術(shù)的磁共振設(shè)備。
具體實(shí)施方式
圖1以原理框圖示出根據(jù)本發(fā)明的裝置。在此局部線圏LS例如具有八個(gè)單獨(dú)的天線Ll至L8。第一接收支路EZ1具有單獨(dú)的天線L1、低噪聲放大器V1、以及實(shí)施為帶 通濾波器并例如調(diào)諧到63.6MHz的濾波器BP1。其它接收支路EZ2至EZ8的構(gòu)成也與之相應(yīng)。以下以第一接收支路EZ1 為例描述信號(hào)流。單獨(dú)的天線Ll接收的第一磁共振信號(hào)MR1到達(dá)低噪聲放大器VI以形成 放大的信號(hào)MR1V。放大的信號(hào)MR1V輸入濾波器BP1?，F(xiàn)在經(jīng)濾波的信號(hào)MR1V到達(dá)多路器MUX的第一輸入端El,該多路器 MUX具有與八個(gè)接收支路EZ1至EZ8相對應(yīng)的八個(gè)輸入端El至E8。在此未詳細(xì)示出或描述的接收支路EZ2至EZ8形成相應(yīng)的經(jīng)放大和濾波的 信號(hào)MR2V至MR8V,它們同樣被分別傳送到多路器MUX的對應(yīng)的輸入端E2 至E8。信號(hào)MR1V至MR8V通過多路器MUX在采用時(shí)分多路復(fù)用方法的情況下 被綜合為信號(hào)MRMUX,并通過傳輸段或信號(hào)導(dǎo)線SL傳送給接收器REC。傳輸段例如可以構(gòu)成為電纜連接或光學(xué)傳輸段或?qū)嵤闊o線傳輸段。作為信號(hào)導(dǎo)線SL例如可以采用同軸電纜或光波導(dǎo)體或與發(fā)送二極管和與 接收二極管的組合。在成功傳輸信號(hào)MRMUX之后，在接收器一側(cè)利用接收放大器VE繼續(xù)放 大并利用A/D轉(zhuǎn)換器ADC進(jìn)行信號(hào)的模數(shù)轉(zhuǎn)換。借助在此不再繼續(xù)描述的、隨后的元件該數(shù)字化的信號(hào)又被分離為單獨(dú)的 信號(hào)，其中每個(gè)單獨(dú)的信號(hào)又分別唯一地與接收支路EZ1至EZ8相對應(yīng)。該分 離相應(yīng)于一種與發(fā)送側(cè)時(shí)分多路復(fù)用方法相應(yīng)匹配的時(shí)分多路復(fù)用方法。接收支路EZ1至EZ8和多路器MUX是局部線圈外殼LSG的一部分。局 部線圈外殼LSG此外還包括通過三條控制導(dǎo)線ST1至ST3與多路器MUX連接 的計(jì)數(shù)器Z。通過這些控制導(dǎo)線傳輸用于轉(zhuǎn)換多路器MUX的相互并行的三位， 在此，利用控制導(dǎo)線ST3傳輸"最高位，MSB",利用控制導(dǎo)線ST1傳輸"最低位，LSB"。由此，利用傳輸?shù)娜豢梢钥刂贫嗦菲鱉UX的八個(gè)"開關(guān)位置"。在接收側(cè)設(shè)置了時(shí)鐘發(fā)生器TG，該時(shí)鐘發(fā)生器TG為接收側(cè)的A/D轉(zhuǎn)換 器ADC以及計(jì)數(shù)器Z提供時(shí)鐘信號(hào)TS。在此時(shí)鐘信號(hào)TS例如被作為80MHz 的時(shí)鐘通過自己的時(shí)鐘導(dǎo)線TL傳輸，在此信號(hào)導(dǎo)線SL以及時(shí)鐘導(dǎo)線TL都是 局部線圈電纜的組成部分。接收的磁共振信號(hào)MR1至MR8是具有較小相對帶寬的窄帶信號(hào)，該相對 帶寬典型地為1%,由+/-10毫特斯拉的梯度偏移(Gradientenhub )與例如為1.5 特斯拉的基本磁場場強(qiáng)之比給出。由此給出每接收信道所需的帶寬需求約為800kHz。因此在時(shí)分多路復(fù)用方 法中，可以對接收的磁共振信號(hào)進(jìn)行欠掃描。理論上每信道1.6M樣本/s (實(shí)數(shù) 數(shù)據(jù))的耐查斯特掃描率就足夠了 。但該欠掃描造成輸入頻率的多重性，從而使接收器也可能在其它頻率上額 外地接收患者、天線以及前置放大器的噪聲。因此需要在掃描前使用具有一定邊沿陡度的帶通濾波器，以遮蔽寬帶噪聲。為了降低濾波器的開銷，每信道的掃描率明顯高于以上提到的理論最小值。作為帶通濾波器優(yōu)選使用表面波濾波器(SAW濾波器)，其具有非常有利 的特性，因?yàn)槠淇梢詷?gòu)造緊湊、可由非磁材料制成、具有良好的邊沿陡度、具 有高可調(diào)制性和良好的線性性，并且可以價(jià)格合理地大批量生產(chǎn)。圖2舉例示出根據(jù)圖1的時(shí)分多路復(fù)用方法的頻譜。圖1描述的系統(tǒng)具有八個(gè)接收的磁共振信號(hào)以及八個(gè)接收支路，該系統(tǒng)以 80MHz (相對于那里的時(shí)鐘頻率)的總掃描率工作。由此，以lOMHz的多路器周期頻率對每個(gè)接收支路進(jìn)行掃描。所期望的 》茲共振頻帶例如具有800kHz的帶寬以得到約63.6MHz的中心頻率，在此例如 為63.2至64MHz。這樣，要阻塞的旁生接收頻率就位于nxlOMHz土3.6MHz在范圍內(nèi)，在此 為3.6MHz、 6.4MHz、 13,6MHz、 16.4MHz,…，等等。對于帶通濾波器的設(shè)計(jì)的決定的因素尤其是最接近的阻帶帶寬的邊界。在 此其為120MHz - 63.2MHz = 56.8MHz以及130MHz - 64.0MHz = 66.0MHz。圖2A示出在經(jīng)過前置放大器VI至V8后的頻譜。圖2B示出在經(jīng)過預(yù)濾波器或帶通濾波器BP1至BP8后的頻譜。 圖2C示出在經(jīng)過多路器MUX后的頻譜。
圖3參照圖1示出本發(fā)明的第一優(yōu)選擴(kuò)展，其具有利用采樣保持元件 S&H1 、 S&H2以及均;斷器EQU實(shí)施的信號(hào)形狀。
在時(shí)分多路器MUX的 一 種最簡單變形中，在各掃描時(shí)隙中在信號(hào)導(dǎo)線S L 上傳輸相應(yīng)的高頻振蕩的片段。
在信號(hào)導(dǎo)線SL上傳輸?shù)念l譜重心圍繞于最初的高頻設(shè)置。為了降低傳輸 損耗可以在多路器MUX上僅用很短的(如小于高頻周期長度的一半的)時(shí)間 釆集各信號(hào)，而在時(shí)隙的其余時(shí)間中保持。這借助于第一采樣保持元件S&H1 實(shí)現(xiàn)。
例如，多路器MUX僅短時(shí)間連接到輸入端El至E8,以便過后"打開"。 由此使得在多路器MUX的輸出端頻譜的重心移向低頻。
接收側(cè)A/D轉(zhuǎn)換器ADC的輸入信號(hào)在掃描間隔期間應(yīng)盡可能恒定。這一 點(diǎn)最簡單的可以通過另一個(gè)采樣保持元件S&H2實(shí)現(xiàn)。
圖4參照圖1示出本發(fā)明的具有在多路器MUX前的單邊帶混合器ESB的 優(yōu)選擴(kuò)展。
每個(gè)接收支路EZ1至EZ8都具有一個(gè)單邊帶混合器ESB,利用它可以將 各磁共振信號(hào)MR1至MR8轉(zhuǎn)換到中頻層面ZF。
在此以第一接收支路EZ1作為所有接收支路EZ1至EZ8的代表來對其進(jìn) 4亍詳細(xì)4苗述。
磁共振信號(hào)MR1通過單獨(dú)的天線Ll被接收并由放大器VI放大。然后該 信號(hào)被輸入單邊帶混合器ESB的所謂的相位支路"O0"(在此通過0。相移器實(shí) 現(xiàn))以及所謂的相位支路"(D0+90。"(在此通過卯。相移器實(shí)現(xiàn))。
0°相移器的輸出信號(hào)被借助混合器Mil和本地振蕩器LO轉(zhuǎn)換到中頻ZF 并通過另一 0。相移器到達(dá)帶通濾波器ZFBP,該帶通濾波器ZFBP調(diào)諧到中頻 ZF。
90°相移器的輸出信號(hào)被借助混合器M12和本地振蕩器LO轉(zhuǎn)換到中頻ZF 并與另一0。相移器的輸出信號(hào)一起作為和信號(hào)經(jīng)過另一卯。相移器傳送到帶通 濾波器ZFBP。
帶通濾波器ZFBP的輸出信號(hào)通過中頻放大器ZFV作為第 一接收支路EZ1 的放大的磁共振信號(hào)MR1V到達(dá)多路器MUX。轉(zhuǎn)換到中頻ZF優(yōu)選在例如為3.6MHz的4交4氐的中頻ZF下進(jìn)行。這樣，為 此采用的本地振蕩器LO的頻率就相宜地為掃描頻率的倍數(shù)，在此例如為 6xlOMHz。
由此實(shí)現(xiàn)了，可以回避將窄的帶通濾波器用于接收頻率的必要性。在此要 提及的是，此處的利用頻率變換的變形不涉及"頻分多路器FDM，，方法，因?yàn)?所有接收支路EZ1至EZ8都使用相同的中頻。
傳輸信道或信號(hào)導(dǎo)線SL理論上必須至少提供直到總掃描率一半的帶寬， 在此即為0MHz至40MHz。為了在沒有很大開銷的情況下實(shí)現(xiàn)低串音，在此實(shí) 際的是要求約雙倍的帶寬，即80MHz。
在該帶寬內(nèi)還可以將傳輸段的線性失真調(diào)整到足夠小，以使得能夠?qū)崿F(xiàn) 20dB大的串音抑制。
在長而細(xì)的同軸電纜作為信號(hào)導(dǎo)線SL時(shí)，可能要使用適當(dāng)?shù)膶?dǎo)線均衡器 來平衡散射。但是還可以在接收側(cè)數(shù)字化之后通過將相鄰時(shí)隙的掃描值加權(quán)相 加來補(bǔ)償串音。
在此時(shí)鐘信號(hào)TS的頻率為240MHz,該頻率借助兩個(gè)分頻器T1、 T2被轉(zhuǎn) 換為60MHz的本地振蕩器頻率LO和80MHz的用于計(jì)數(shù)器Z的時(shí)鐘頻率。
圖5參照圖1示出本發(fā)明的在多路器MUX前具有轉(zhuǎn)換開關(guān)UMS1至UMS8 的另一優(yōu)選擴(kuò)展。
在此每個(gè)接收支路EZ1至EZ8具有一個(gè)轉(zhuǎn)換開關(guān)UMS1至UMS8,各》茲共 振信號(hào)MR1至MR8在被放大以及必要時(shí)還進(jìn)行中頻轉(zhuǎn)換之后被傳送到這些轉(zhuǎn) 換開關(guān)UMS1至UMS8。
下面以第一接收支路EZ1作為全部接收支路EZ1至EZ8的代表來對其進(jìn) 4亍詳細(xì)4笛述。
磁共振信號(hào)MR1通過單獨(dú)的天線Ll被接收并由放大器V51放大。通過放 大器V51形成放大的正磁共振信號(hào)MRlV+以及放大的負(fù)磁共振信號(hào)MRIV-， 該兩個(gè)信號(hào)都傳送到轉(zhuǎn)換開關(guān)UMS1。轉(zhuǎn)換開關(guān)UMS1的構(gòu)成相當(dāng)于借助信號(hào) ST3接通的轉(zhuǎn)換開關(guān)。
在一個(gè)在此未示出的擴(kuò)展中，在傳送到轉(zhuǎn)換開關(guān)UMS1之前將磁共振信號(hào) MRlV+和磁共振信號(hào)MRlV-都轉(zhuǎn)換到中頻。
簡單地說，第一接收支路EZ1的放大的石茲共振信號(hào)通過轉(zhuǎn)換開關(guān)UMS1 以交替的極性被傳送至多路器MUX。在該優(yōu)選的變形中，傳送的磁共振信號(hào)MR1V的極性在每個(gè)掃描周期之后 變換。由此在此八個(gè)接收支路EZ1至EZ8的所有接收的磁共振信號(hào)MR1V至 MR8V例如首先以正符號(hào)傳輸，即作為信號(hào)MRlV+至MR8V+傳輸。
然后，八個(gè)接收支路EZ1至EZ8的所有接收的磁共振信號(hào)MRxV以負(fù)的 符號(hào)傳輸，即作為信號(hào)MRlV-至MR8V-傳輸。
信號(hào)ST3優(yōu)選采用計(jì)數(shù)器Z的"最高位MSB",計(jì)數(shù)器Z在此實(shí)現(xiàn)為4位 計(jì)數(shù)器并被提供以頻率為80MHz的時(shí)鐘。
圖6示出對于圖5的、沒有轉(zhuǎn)換開關(guān)的優(yōu)選變形。
采用具有16個(gè)輸入端El至E16的多路器MUX6。每個(gè)接收支^各EZ1至 EZ8也提供兩個(gè)》文大的^茲共振信號(hào)MRxV+和MRxV-。
在一個(gè)在此未示出的擴(kuò)展中，兩個(gè)》茲共振信號(hào)MRxV+和MRxV-在到達(dá)多 路器MUX6之前^皮轉(zhuǎn)換到中頻。
具有正符號(hào)的放大的磁共振信號(hào)即MRlV+至MR8V+被傳送到多路器 MUX6的輸入端El至E8，而具有負(fù)符號(hào)的放大的磁共振信號(hào)即MRlV-至 MR8V-被傳送到多路器MUX6的輸入端E9至E16。
對多路器MUX6的控制也采用80MHz時(shí)鐘的4位計(jì)數(shù)器Z。
圖5和圖6描述的變形給出以下優(yōu)點(diǎn)
避免了從信號(hào)導(dǎo)線SL對單獨(dú)天線Ll至L8的反作用。這些反作用 一般很 難控制，因?yàn)樾盘?hào)導(dǎo)線是在高度靈敏的磁單獨(dú)天線L1至L8的近場中延伸。對 信號(hào)導(dǎo)線SL的抗高頻屏蔽由于與高頻發(fā)送場和梯度場的兼容性而只能非常有 限地實(shí)現(xiàn)。
在以上描述的基本形式的時(shí)分多路復(fù)用中，不發(fā)生頻移，從而信號(hào)導(dǎo)線SL 上的頻語包含原始接收頻率的頻率分量。
圖5和圖6描述的對符號(hào)交替的磁共振信號(hào)的應(yīng)用相應(yīng)于與5MHz的混合 或者相應(yīng)于所有頻譜分量偏移5MHz。由此使頻譜擺脫了 63.6MHz的分量，并 且最接近頻帶是61.4MHz和66.4MHz。
此外排除了 二次失真，因?yàn)橥ㄟ^使用交替的磁共振信號(hào)由不期望的非線性 二階失真形成的施加在多路復(fù)用上的諧波不再進(jìn)入被分析的頻帶。
對于相當(dāng)于3.3MHz的最低多路復(fù)用頻譜分量的63.3MHz的磁共振頻率來 說，在6.6MHz時(shí)可能會(huì)出現(xiàn)諧波，該諧波由于在3.4MHz下的lOMHz掃描而 出現(xiàn)并會(huì)干擾接收頻帶。在圖5和圖6描述的方法中，最低的信號(hào)頻帶為5MHz-3.3MHz= L7MHz。 仍在3.4MHz下產(chǎn)生的諧波現(xiàn)在遠(yuǎn)離所使用的頻率范圍。
在此描述的關(guān)系同樣也適用于多路復(fù)用信號(hào)的更高的頻i普帶，例如 190MHz — 2x63.3MHz = 63.4MHz相對于2x61.7MHz — 60MHz = 63.4MHz。
在接收不同于氬的其它原子類型(所謂的"X核")的磁共振信號(hào)時(shí)會(huì)出 現(xiàn)非常大的困難，當(dāng)該原子類型的拉莫爾頻率在所選擇的基本磁場下非常接近 于半個(gè)周期頻率的整數(shù)倍(nx5MHz)時(shí)。在該"耐奎斯特邊界"下多重頻率 范圍彼此重疊，而不期望的皺褶(Einfaltung)則不再能夠通過低通濾波器去除。 以下圖7和圖8示出對該問題的解決方案。
圖7示出不同于圖1的本發(fā)明的對于所謂的"X核接收"的裝置。
在此局部線圏LS例如具有四個(gè)單獨(dú)的天線Ll至L4。
第一接收支路EZ1具有單獨(dú)天線L1和低噪聲放大器V7L
其它的接收支路EZ2至EZ4具有相應(yīng)的構(gòu)造。以下以第一接收支路EZ1 的信號(hào)流為代表進(jìn)行詳細(xì)描述。
多路器MUX7用于實(shí)施時(shí)分多路復(fù)用方法，在此多路器MUX7 —共具有 /v個(gè)輸入端El至E8以及一個(gè)輸出端Al。
所接收的單獨(dú)天線Ll的第一磁共振信號(hào)MR1到達(dá)低噪聲放大器VI以形 成放大的信號(hào)MR1V。
放大的信號(hào)MR1V到達(dá)多路器的第 一輸入端El以及多路器MUX7的另一 個(gè)輸入端E5。
在此未詳細(xì)示出或描述的接收支路EZ2至EZ4也形成相應(yīng)的放大的信號(hào) MR2V至MR4V。
信號(hào)MR2V到達(dá)輸入端E2以及輸入端E6,而信號(hào)MR3V到達(dá)輸入端E3 以及輸入端E7，信號(hào)MR4V到達(dá)輸入端E4以及輸入端E8。
在一個(gè)在此未示出的擴(kuò)展中，在各放大器之后以及多路器MUX7之前將信 號(hào)轉(zhuǎn)換到中頻范圍。
通過多路器MUX7在采用時(shí)分多路復(fù)用方法的情況下將信號(hào)MR1V至 MR4V綜合成信號(hào)MRMUX，以便隨后通過傳輸段或信號(hào)導(dǎo)線SL將其傳送到 接收器REC。
傳輸段例如可以實(shí)施為電纜連接、光學(xué)傳輸段，或者無線傳輸段。 作為信號(hào)導(dǎo)線SL例如可以采用同軸電纜或光波導(dǎo)體或與發(fā)送二極管和與接收二極管的組合。
通常針對氫諧振頻率來優(yōu)化磁共振系統(tǒng)的頻率分配和接收器的個(gè)數(shù)，因?yàn)?在此會(huì)出現(xiàn)最大信號(hào)并可以將其用于眾多的檢查。
但僅通過用相應(yīng)的濾波器替換可插接的局部線圈組件就還可以接收其它 頻帶的其它核(所謂的"X核")。
當(dāng)磁共振頻率不在半周期頻率(在此為5MHz)的倍數(shù)上時(shí)，預(yù)濾波最好 實(shí)現(xiàn)。否則要阻止的假頻帶(Aliasband)會(huì)移動(dòng)到非常接近有效頻率。
在奇數(shù)倍(如25MHz)的情況下，在不改變的系統(tǒng)中可以通過為每個(gè)接收 元件提供兩個(gè)時(shí)隙(如在此所示的)來使周期頻率(每信道掃描頻率)加倍。 由此隨之而來的信道數(shù)減半具有嚴(yán)重的缺點(diǎn)，因?yàn)樗鼈冎荒苌婕袄锰厥釾核 的檢查。
而如果X核的諧振頻率位于周期頻率本身的倍數(shù)的附近(如60MHz),則 僅加倍掃描頻率是不夠的。
但在此可以如圖8所示將接收支路EZ1至EZ4的各》茲共振信號(hào)MR1至 MR4以不同的相移(在此例如用0°和90°相移實(shí)現(xiàn))輸入到多路器MUX8。
在一個(gè)在此未示出的擴(kuò)展中，在各放大器之后和多路器MUX8之前將信號(hào) 轉(zhuǎn)換到中頻。
結(jié)合在每兩個(gè)周期的符號(hào)變換可以得到一個(gè)用(1， j, -1， -j)加權(quán)的掃描 值序列。這相當(dāng)于頻譜移動(dòng)半個(gè)周期頻率(在此為5MHz)。
然后可以20M樣本/s無皺褶地顯示該信號(hào)。符號(hào)變換可以利用所描述的模 擬轉(zhuǎn)換開關(guān)實(shí)現(xiàn)或者通過事后與序列(1， 1， -1, -l)數(shù)字相乘來實(shí)現(xiàn)。
圖9示出一種與圖l不同的實(shí)施方式，其中還附加地通過信號(hào)導(dǎo)線SL — 起傳輸時(shí)鐘信號(hào)。
這樣選擇多路器的時(shí)鐘頻率(在此為10MHz或5MHz)，使其倍數(shù)不與所 使用的磁共振接收頻率重合。
在此還考慮不同于氫的其它核的拉莫爾頻率。接收側(cè)的A/D轉(zhuǎn)換器ADC 也以時(shí)鐘頻率的倍lt來驅(qū)動(dòng)。
這樣，數(shù)字化的頻譜一般就能免于接收系統(tǒng)固有干擾的影響。
為了產(chǎn)生恒定的基準(zhǔn)時(shí)間和基準(zhǔn)相位須向多路器MUX輸入集中產(chǎn)生的時(shí) 鐘信號(hào)。
如果將該時(shí)鐘信號(hào)的頻率選擇為在被占用的多路復(fù)用頻譜之外，則可以一同使用用于信號(hào)傳輸?shù)耐S傳輸線。
時(shí)鐘信號(hào)通過濾波器導(dǎo)入或?qū)С觥?br> 如果傳輸時(shí)鐘信號(hào)(參見圖1的80MHz)和LO頻率(60MHz)的公共倍 數(shù)(如240MHz)，則可以通過簡單的分頻電路產(chǎn)生所有內(nèi)部頻率。
為了在事前不確切了解導(dǎo)線長度的情況下正確分配時(shí)隙以及精細(xì)同步掃 描時(shí)刻，可以標(biāo)記一個(gè)信道，如通過略有偏差的DC偏移。該DC偏移可以7Jc 久存在、對稱地交替(如5MHz),或者僅在導(dǎo)線連接建立后專門的校準(zhǔn)間隔中 應(yīng)用。
圖IO示出涉及圖1的在發(fā)送-接收轉(zhuǎn)換間隔中從磁共振系統(tǒng)的控制單元向 局部線圈的數(shù)據(jù)傳輸。
參見圖9中集中產(chǎn)生的控制時(shí)鐘，還可以用于將數(shù)字控制信號(hào)串行地傳輸 到局部線圈。
這例如對于控制PIN 二極管失諧電路或者轉(zhuǎn)接前置放大有意義。
對于信息傳輸可以使用分離的并行引導(dǎo)的數(shù)據(jù)導(dǎo)線(兩線協(xié)議)或者使用 時(shí)鐘信號(hào)本身的調(diào)制。
在此必須通過控制信號(hào)來避免接收干擾。在磁共振系統(tǒng)中，接收運(yùn)行通常 總是被用于磁共振激勵(lì)的發(fā)送階段中斷?？梢岳眠@段時(shí)間，或者僅利用幾微 秒長的發(fā)送-接收轉(zhuǎn)換間隔來傳輸順序電文。
例如可以利用240MHz和每載波周期1比特的調(diào)制在10|is中傳輸直至2400 比特。
權(quán)利要求
1.一種用于傳輸磁共振信號(hào)(MR1，...，MR8)的裝置，具有至少兩個(gè)接收支路(EZ1，...，EZ8)，其中，每個(gè)接收支路(EZ1，...，EZ8)分別具有局部線圈(LS)的一個(gè)單獨(dú)的天線(L1，...，L8)以及一個(gè)與該單獨(dú)的天線(L1，...，L8)連接的放大器(V1，...，V8)，從而將通過該單獨(dú)的天線(L1，...，L8)接收的磁共振信號(hào)(MR1，...，MR8)構(gòu)成為作為接收支路的輸出信號(hào)的、放大的磁共振信號(hào)(MR1V，...，MR8V)；多路器(MUX)，其中每個(gè)輸入端(E1，...，E8)分別與一個(gè)接收支路連接，從而通過該多路器(MUX)可以利用時(shí)分多路復(fù)用方法將接收支路(EZ1，...，EZ8)的放大的磁共振信號(hào)(MR1V，...，MR8V)綜合成結(jié)果信號(hào)(MRMUX)；傳輸段(SL)，其一方面與多路器(MUX)的輸出端(A1)連接另一方面與接收器(REC)連接，從而通過該傳輸段(SL)將結(jié)果信號(hào)(MRMUX)從多路器(MUX)傳輸?shù)浇邮掌?REC)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其中，所述傳輸段(SL)構(gòu)成為光學(xué)連接 或電纜連接或無線連接。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其中，每個(gè)接收支路(EZl, EZ8)具 有一個(gè)連接在放大器(V1，…，V8)之后的濾波器(BP1，…，BP8),從而使放大 的磁共振信號(hào)(MR1V，…，MR8V)經(jīng)濾波后到達(dá)對應(yīng)的多路器輸入端(El,...， E8)。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其中，所述接收支路(EZ1，…，EZ8)和 多路器(MUX)設(shè)置在一個(gè)局部線圏外殼(LSG)中。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其中，所述多路器(MUX)與計(jì)數(shù)器(Z)連接，該計(jì)數(shù)器(Z)控制該多路器 (MUX);該計(jì)數(shù)器(Z)由在接收器(REC) —方形成的時(shí)鐘信號(hào)(TS)控制。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其中，在所述多路器(MUX)的輸出端(Al)與傳輸段(SL)之間連接采樣保 持裝置(S&H1 ),所述結(jié)果信號(hào)(MRMUX)通過該采樣保持裝置(S&H1 )到 達(dá)傳輸段(SL ),和/或在接收器(REC )—側(cè)設(shè)置連接在傳輸段(SL )之后的采樣保持裝置(S&H2 ) 和/或均衡器(EQU)，從而使結(jié)果信號(hào)(MRMUX)由傳輸段(SL)通過該均 衡器(EQU)和/或通過該采樣保持裝置(S&H2 )到達(dá)模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器(ADC )。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的裝置，其中，在所述多路器(MUX)中，在一 個(gè)掃描間隔或一個(gè)時(shí)隙期間， 一個(gè)被選出的輸入端(El， ...， E8 )僅在一定比例 的時(shí)隙分量期間與多路器(MUX)的輸出端(Al)連接。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1至7中任一項(xiàng)所述的裝置，其中，每個(gè)接收支路(EZ1，...， EZ8)都具有一個(gè)連接在放大器(V1,.,.,V8)之后的、用于轉(zhuǎn)換到中頻的裝置(ESB)，從而使放大的磁共振信號(hào)(MR1V, MR8V)作為中頻信號(hào)傳送到 對應(yīng)的多路器輸入端(E1，…，E8)。
9. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的裝置，其中，所述用于轉(zhuǎn)換到中頻的裝置實(shí)施為 單邊帶混合器(ESB)。
10. 根據(jù)權(quán)利要求1至7中任一項(xiàng)所述的裝置，其中，所述放大器(V51, V58)實(shí)施為在每個(gè)接收支路(EZ1, EZ8)中形成放大的正磁共振信號(hào)(MR1 V+， ...， MR8V+ )和形成放大的負(fù)磁共振信號(hào)(MR1 V-， ...， MR8V-)。
11. 根據(jù)權(quán)利要求IO所述的裝置，其中，每個(gè)接收支路(EZ1,…，EZ8) 具有一個(gè)連接在放大器(V51,…，V58)之后的轉(zhuǎn)換開關(guān)(UMS1,…，UMS8)， 從而使放大的正磁共振信號(hào)(MRlV+， ...， MR8V+)或放大的負(fù)磁共振信號(hào)(MR1V-,…，MR8V-)被有選擇地傳送到對應(yīng)的多路器輸入端(E1,…，E8)。
12. 根據(jù)權(quán)利要求IO所述的裝置，其中，多路器(MUX6)對于每個(gè)接收支路(EZ1，…，EZ8)分別具有兩個(gè)輸入端 (E1,…，E16)，以及每個(gè)接收支路(EZ1，…，EZ8)的放大器(V61,…，V68)與多路器(MUX6) 的兩個(gè)對應(yīng)的輸入端(E1, E16 )連接，從而使》1大的正》茲共振信號(hào) (MRlV+，…，MR8V+)和放大的負(fù)磁共振信號(hào)(MR1V-,…，MR8V-)同時(shí)傳 送到該多3各器(MUX6)。
13. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其中，多路器(MUX7)對于每個(gè)接收支路(EZ1，…，EZ4)分別具有兩個(gè)輸入端 (E1-E5,…，E4國E8),以及每個(gè)接收支路(EZ1,…，EZ4 )的放大器(V71，…，V74 )與多路器(MUX6 ) 的兩個(gè)對應(yīng)的輸入端(El-E5， ...， E4-E8)連接，從而使放大的磁共振信號(hào)(MR1V，…，MR4V)同時(shí)傳送到該多路器(MUX7)的兩個(gè)對應(yīng)的輸入端 (El-E5，…，E4-E8 )。
14. 根據(jù)權(quán)利要求13所述的裝置，其中，每個(gè)接收支路(EZ1，…，EZ4)的放大器(V71，…，V74)通過用于0°相移 的裝置與多路器(MUX8)的對應(yīng)的第一輸入端(El)連接，以及每個(gè)接收支路(EZ1，…，EZ4)的放大器(V71，…，V74)通過用于90。相 移的裝置與多路器(MUX8)的對應(yīng)的第二輸入端(E5)連接。
15. 根據(jù)權(quán)利要求1至14中任一項(xiàng)所述的裝置，其中，在局部線圏外殼 (LSG) —側(cè)和在接收器(REC) —側(cè)設(shè)置了耦合裝置，利用這些耦合裝置通過傳輸段(SL)傳輸所述結(jié)果信號(hào)(MRMUX)以及在接收器(REC) —側(cè)形 成的時(shí)鐘信號(hào)(TS)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于傳輸磁共振信號(hào)(MR1，...，MR8)的裝置，具有至少兩個(gè)接收支路(EZ1，...，EZ8)。每個(gè)接收支路分別具有局部線圈的一個(gè)單獨(dú)的天線(L1，...，L8)以及一個(gè)與該單獨(dú)的天線連接的放大器(V1，...，V8)，從而將通過單獨(dú)的天線接收的磁共振信號(hào)構(gòu)成為作為輸出信號(hào)的、放大的磁共振信號(hào)(MR1V，...，MR8V)。多路器(MUX)，其每個(gè)輸入端分別與一個(gè)接收支路連接，從而通過該多路器可以利用時(shí)分多路復(fù)用方法將接收支路的放大的磁共振信號(hào)綜合成結(jié)果信號(hào)(MRMUX)。傳輸段與多路器的輸出端連接以及與接收器連接，從而通過該傳輸段將結(jié)果信號(hào)從多路器傳輸?shù)浇邮掌鳌?br> 文檔編號(hào)G01R33/3415GK101403787SQ20081016190
公開日2009年4月8日 申請日期2008年9月27日 優(yōu)先權(quán)日2007年10月1日
發(fā)明者拉爾夫·奧佩爾特, 斯蒂芬·比伯, 簡·博倫貝克, 馬庫斯·維斯特 申請人:西門子公司