專利名稱：包括至少一個線圈和至少一個同軸線的磁共振設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種磁共振設(shè)備，包括至少一個線圈和至少一個將該線圈與接收電子系統(tǒng)(Empfangselektronik)相連接的同軸線，該線圈具有將接收信號變換到至少一個不同于發(fā)送頻率的傳輸頻率的預(yù)處理裝置，本發(fā)明還涉及一種同軸線。
背景技術(shù)：
這樣的會受到場波動的同軸電纜，在目前的磁共振裝置中主要被用于傳輸來自局部線圈的接收信號。這種局部線圈被用于能夠以高信噪比來拍攝圖像。在此，局部線圈或簡稱為線圈應(yīng)表示為可以包括一個或多個單獨的線圈元件(回路)的天線(陣列線圈)。 除了線圈元件，這樣的線圈大多還包括前置放大器、其它電子系統(tǒng)以及連接線、外殼和帶有插頭的電纜，線圈可以通過該插頭連接到磁共振設(shè)備，大多是連接到患者臥榻的插座上。在用局部線圈拍攝磁共振圖像時，受激勵的核在線圈中感應(yīng)出電壓，該電壓然后由低噪聲前置放大器(LNA)放大并最后通過電纜連接、大多以發(fā)送頻率被傳遞到接收電子系統(tǒng)。為了進一步改進信噪比，可以使用所謂的高場設(shè)備，即其基本磁場強度在3特斯拉或更高。局部線圈被用在全身線圈的發(fā)送場(Bi場)內(nèi)。全身線圈(體線圈)是大的、包含要拍攝的對象的線圈，用于激勵要拍攝的對象內(nèi)的自旋。在此，全身線圈產(chǎn)生圓形或橢圓形的Bl場。由于該Bl場在該場內(nèi)的所有導(dǎo)線上都感應(yīng)出電流。特別是在長電纜上，當(dāng)該電纜用作天線時可能出現(xiàn)共振效應(yīng)。這樣，在同軸電纜中，在外罩導(dǎo)體(“護罩”)的外側(cè)上流過高電流，該電流在極端情況下還可能通過加熱而導(dǎo)致對患者的危害。但是還在所產(chǎn)生的感應(yīng)電流達到對患者的危害相關(guān)的高度之前很長時間，該Bl感應(yīng)的電流就會在電纜的導(dǎo)體結(jié)構(gòu)上造成次級Bl場，后者會使全身線圈的發(fā)送場的Bl均勻性變壞。當(dāng)同軸電纜經(jīng)歷不連續(xù)性時，如當(dāng)其被焊接在印刷電路板上或以其它方式離開同軸模式時，還總會出現(xiàn)另一個問題。也就是，會出現(xiàn)經(jīng)前置放大的接收信號從外罩導(dǎo)體的內(nèi)側(cè)到達外側(cè)的問題。如果同軸電纜在線圈的附近延伸，則可能由此導(dǎo)致局部線圈的自激振蕩。在這種狀態(tài)下，局部線圈將不能被用于磁共振成像。由發(fā)送場或接收信號在同軸電纜的外罩導(dǎo)體上感應(yīng)出的電流/波一般被稱為“外罩波(Mantelwellen)”。由外罩波導(dǎo)致的兩個主要問題已被提及一方面，發(fā)送線圈所產(chǎn)生的外罩波是導(dǎo)致Bl均勻性問題以及導(dǎo)致對患者的不允許高加熱的原因；另一方面，由接收信號所產(chǎn)生的外罩波在反饋進入接收線圈內(nèi)的情況下可能導(dǎo)致線圈的自激振蕩。為解決這些問題，目前公知的有，在所有明顯長于IOcm的導(dǎo)線結(jié)構(gòu)中設(shè)置外罩波陷波器。外罩波陷波器包括諧振截止回路(Sperrkreis)，其應(yīng)抑制發(fā)送頻率下的電流。由于在目前情況下在磁共振設(shè)備中全身線圈的發(fā)送頻率和局部線圈以及由局部線圈經(jīng)同軸線傳輸?shù)较到y(tǒng)的信號的接收頻率都是相同的，因此大多采用僅在外罩導(dǎo)體的外側(cè)上抑制外罩波的解決方案。對此公知的有，將整個同軸電纜進行纏繞達到一定的電感。連接在外罩導(dǎo)體的外側(cè)上的并聯(lián)電容器完成外罩波陷波器的作用。在此，僅對同軸電纜外罩導(dǎo)體的外側(cè)上的電流起到截止作用。而在內(nèi)側(cè)上的抑制則由此已不可能，因為否則就會對也處于發(fā)送頻率上的有效信號進行抑制。還公知有其它結(jié)構(gòu)形狀的外罩波陷波器，例如幾何結(jié)構(gòu)不同的所謂的“火箭筒(Bazooka) ”式外罩波陷波器，但其同樣是為了僅抑制外罩導(dǎo)體外側(cè)上的電流，而對發(fā)送頻率下的內(nèi)側(cè)上的電流則使其無障礙地流過。這樣的目前公知的外罩波陷波器具有如下問題1.外罩波陷波器僅能手動繞制因此昂貴。2.由于同軸電纜的大直徑和其小的彎曲半徑，外罩波陷波器的空間需求較大，特別是對于纏繞到一定電感的同軸電纜。3.局部線圈中的空間需求特別是對于應(yīng)為機械柔性的線圈而言是成問題的。4.目前結(jié)構(gòu)形狀的外罩波陷波器不易調(diào)諧，因為電感是由同軸電纜-電感的繞組數(shù)來確定的。因此這些外罩波陷波器是專門為磁共振應(yīng)用而手工制造的特殊部件。不久前，提出了一種利用傳輸路徑來傳輸磁共振信號的裝置，該傳輸路徑將局部線圈與接收器相連接，其中，還在局部線圈內(nèi)就已經(jīng)設(shè)置了預(yù)處理裝置，后者將接收到的信號變換到至少一個不同于發(fā)送頻率的傳輸頻率上。例如，在DE 10 2008 023 467 Al中提出了采用如下的一種裝置其中使用兩個中間頻率來將多個通道的接收到的信號通過一個單獨的同軸電纜傳輸。為此該文獻提出， 局部線圈的第一通道具有用于接收第一磁共振信號的第一線圈元件和與該第一線圈元件連接的第一混頻器，其中，第一混頻器從輸入的第一磁共振信號中形成第一信號的中間頻率。類似地，局部線圈的第二通道具有第二線圈元件和第二混頻器，其中，第二混頻器從輸入的第二磁共振信號中形成第二信號的中間頻率。局部線圈具有用于信號綜合的裝置，其借助頻率多路復(fù)用器來綜合中間頻率的第一通道的第一信號和中間頻率的第二通道的第二信號，從而使其經(jīng)過傳輸路徑到達接收器。在此，為了進行頻率轉(zhuǎn)換采用兩個分別用于混頻器的本地振蕩器頻率，其中，通過頻率變換形成的中間頻率鏡像對稱于所使用的數(shù)模轉(zhuǎn)換器的采樣頻率或采樣頻率的倍數(shù)。對于這種頻率多路復(fù)用器傳輸替代地或附加地，還可以在局部線圈內(nèi)就對接收信號進行數(shù)字化。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明要解決的技術(shù)問題在于，提供一種磁共振設(shè)備，其通過更簡單、造價更經(jīng)濟并且?guī)缀谓Y(jié)構(gòu)更小的外罩波陷波器具有對外罩波的更好的抑制。該技術(shù)問題通過一種本文開始部分所述類型的磁共振設(shè)備來解決，其中，同軸線具有至少一個在該同軸電纜的外罩導(dǎo)體的外側(cè)以及內(nèi)側(cè)抑制發(fā)送頻率的外罩波的、具有截止回路的外罩波陷波器。因此，本發(fā)明以非常有利地方式利用了這樣的事實在通過同軸線(同軸電纜)傳輸接收到的信號之前就改變接收到的信號的頻率，從而首次實現(xiàn)了，不僅能夠抑制出現(xiàn)在外罩導(dǎo)體的外側(cè)上的外罩波而且還能夠抑制外罩導(dǎo)體的內(nèi)側(cè)的外罩波。即，通過在發(fā)送線圈的發(fā)送頻率下諧振的截止回路抑制了整個外罩導(dǎo)體中的電流。因此該截止回路設(shè)計成， 對發(fā)送頻率進行阻擋，而讓通過同軸線傳輸?shù)钠渌行盘柣蜉o助信號無障礙地通過。在這種情況下，對外罩導(dǎo)體內(nèi)側(cè)的內(nèi)部頻率的信號的抑制是沒有問題的，因為有效信號的頻率與發(fā)送頻率不同，這對于可能需要的輔助信號來說也是成立的。因此，在本發(fā)明的磁共振設(shè)備中可以在外罩波陷波器上使外罩導(dǎo)體完全分開以便連接到截止回路。因此，將外罩導(dǎo)體完全分開以便將在發(fā)送頻率下諧振的截止回路連接在中間。通過這種方式，可以不通過卷繞同軸電纜或在幾何結(jié)構(gòu)上大的“火箭筒”來制造外罩波陷波器，而是由簡單的商用線圈和電容器來構(gòu)造濾波器網(wǎng)絡(luò)。所有這些構(gòu)件都是商業(yè)可購得的并可自動化地安裝在印刷電路板上。因此，截止回路可以包括具有至少一個線圈和至少一個電容器的濾波器網(wǎng)絡(luò)和/或可以將該截止回路設(shè)置在印刷電路板上。由此，給出明顯更簡單、造價更經(jīng)濟、幾何結(jié)構(gòu)更小的用于局部線圈和局部線圈連接的外罩波陷波器，其中，在將接收信號從局部線圈傳輸?shù)浇邮针娮酉到y(tǒng)之前就將其轉(zhuǎn)換到其它頻率或進行其它進一步處理(如數(shù)字化)，從而在發(fā)送頻率本身沒有重要信息通過導(dǎo)線從局部線圈傳輸?shù)浇邮针娮酉到y(tǒng)或反過來。如在本文開始部分已提到的那樣，預(yù)處理裝置可以被設(shè)計用于將接收信號轉(zhuǎn)換到至少一個中間頻率和/或用于將接收到的信號數(shù)字化。例如，可以使用在DE 10 2008 023 467 Al中描述的傳輸裝置，但也可以使用帶有前置信號處理裝置、特別是數(shù)字化裝置的系統(tǒng)。在本發(fā)明的另一實施方式中，可以在同軸線的內(nèi)導(dǎo)體中也連接有作為外罩波陷波器的部分的截止回路。該截止回路例如可以與外罩導(dǎo)體中連接的截止回路是相同的。在外罩波陷波器的框架內(nèi)設(shè)置具有這樣的截止回路的內(nèi)導(dǎo)體的優(yōu)點是由于在外罩完全分開時出現(xiàn)的不連續(xù)性使信號不會從外罩導(dǎo)體的內(nèi)側(cè)無意地跳躍到內(nèi)導(dǎo)體并由那里繼續(xù)傳輸。通過使用截止回路也可以對于同樣完全分開的內(nèi)導(dǎo)體避免這樣的效應(yīng)。除了磁共振設(shè)備，本發(fā)明還涉及一種用于磁共振設(shè)備的同軸線，用來連接局部線圈和接收電子系統(tǒng)，該局部線圈具有將接收信號變換到至少一個不同于發(fā)送頻率的傳輸頻率的預(yù)處理裝置，該同軸線的特征在于，該同軸線具有至少一個在該同軸線的外罩導(dǎo)體的外側(cè)以及內(nèi)側(cè)抑制發(fā)送頻率的外罩波的、具有截止回路的外罩波陷波器。即，在這樣的同軸線中使用外罩波陷波器，其在外罩導(dǎo)體的內(nèi)側(cè)也能夠截止磁共振設(shè)備的全身線圈或其它發(fā)送線圈的發(fā)送頻率的信號。當(dāng)然，所有關(guān)于磁共振設(shè)備所描述的實現(xiàn)和實施方式，以及優(yōu)點也能夠類似地應(yīng)用于按照本發(fā)明的同軸線。在此要注意的是，在本發(fā)明的磁共振設(shè)備以及本發(fā)明的同軸線中，在需要的情況下當(dāng)然還可以沿同軸線設(shè)置多個外罩波陷波器。


本發(fā)明的其它優(yōu)點和細節(jié)將由下面描述的實施例以及結(jié)合附圖給出。在此附圖中圖1示出了按照本發(fā)明的磁共振設(shè)備的原理圖，圖2示出了在第一種實施方式中信號從線圈到接收電子系統(tǒng)的運行，圖3示出了在第二種實施方式中信號從線圈到接收電子系統(tǒng)的運行，以及圖4示出了外罩波陷波器的截止回路的傳輸。
具體實施方式
圖1示出了按照本發(fā)明的磁共振設(shè)備1的原理圖。基本磁體2具有患者臥榻4可停留于其中的患者容納空間3。此外，在該患者容納空間中設(shè)有全身線圈5(體線圈)，其以發(fā)送頻率發(fā)射磁共振信號，以激勵待拍攝的對象、特別是患者體中的原子核?，F(xiàn)在，在患者臥榻4上還設(shè)置了連接在插座7上的局部線圈6。局部線圈6用于響應(yīng)于通過全身線圈5所實施的激勵來接收磁共振信號。通過至少部分地包括同軸線8的傳輸路徑可以將接收到的信號傳遞給以9表示的接收電子系統(tǒng)。為了將局部線圈6與插座的連接，通常也設(shè)置了同軸電纜10。局部線圈和同軸線的實施細節(jié)由圖2所示的信號運行路徑給出。局部線圈6包括至少一個接收磁共振信號的線圈元件10 (回路)。所接收的信號然后通過前置放大器11被放大并被傳送給預(yù)處理裝置12，在此，預(yù)處理裝置12包括變頻器 13和處理單元14。在變頻器13中通過系統(tǒng)時鐘或本地振蕩器同步地將接收到的信號變換到其它頻率。在可選地設(shè)置的處理單元14中還可以例如對接收到的信號進行數(shù)字化或者其它處理。在每種情況下接收到的信號都以不同于發(fā)送頻率的另一頻率離開局部線圈6并且如此到達同軸線8，在此，為簡化起見僅示出了同軸線8的外罩導(dǎo)體15和內(nèi)導(dǎo)體16。在同軸線8的路線上設(shè)置了外罩波陷波器17。為此，使外罩導(dǎo)體15在此處分開， 并將外罩導(dǎo)體15的兩端通過市售的、設(shè)置在印刷電路板18上的線圈19相連接，線圈19與電容器20并聯(lián)形成截止回路21。由線圈19和電容器20構(gòu)成的諧振回路具有相應(yīng)于發(fā)送頻率的諧振頻率，從而能夠抑制外罩導(dǎo)體15內(nèi)側(cè)以及外側(cè)的發(fā)送頻率的外罩波。為了使在內(nèi)導(dǎo)體16上不會出現(xiàn)外罩波的跳躍，該內(nèi)導(dǎo)體16也是分開的并且通過與截止回路21類型相同且也具有市售的線圈19和市售的電容器20的截止回路22連接。 這兩個截止回路21、22可以設(shè)置在同一印刷電路板18上。在此要注意，在該第一實施方式中當(dāng)然也可以采用任意其它的濾波器來作為截止回路21、22以替代所示出的并聯(lián)振蕩回路。重要的只是，不要在有效頻率下使信號截止。圖3示出了本發(fā)明另一實施方式中的信號運行，其中，局部線圈6包括至少兩個線圈元件，即至少一個第一線圈元件IOA和至少一個第二線圈元件10B。第一接收信號和第二接收信號分別通過前置放大器11被放大并隨后又被傳遞到變頻器13A和13B，在此為第一混頻器和第二混頻器。這些混頻器通過也經(jīng)同軸線8傳輸?shù)妮o助頻率信號L01、L02 (參見箭頭2 被同步。在此，將第一接收信號轉(zhuǎn)換到第一中間頻率ZF1，將第二接收信號轉(zhuǎn)換到第二中間頻率ZF2。在用于綜合信號的裝置M中對第一接收信號和第二接收信號進行綜合，使它們能夠一起通過同軸線8傳輸，參見箭頭25。在這種情況下，在同軸線8中設(shè)置兩個外罩波陷波器17，在其中內(nèi)導(dǎo)體16以及外罩導(dǎo)體15完全被分開，以便分別通過作為截止回路21、22的濾波器網(wǎng)絡(luò)沈、27連接。在此，圖4示出了濾波器網(wǎng)絡(luò)沈、27相對于頻率的傳輸特性T?？梢钥闯?，在發(fā)送頻率&下為傳輸最小值28。對于本地振蕩器頻率LOl和L02或?qū)τ谥虚g頻率ZF1、ZF2在很大程度上給出了好的傳輸，從而盡管在內(nèi)導(dǎo)體上的截止也不會在外罩導(dǎo)體內(nèi)側(cè)和外罩導(dǎo)體外側(cè)上出現(xiàn)對傳輸?shù)南拗?。在此，如以上所述，可以毫無問題地借助常規(guī)的組件、即電容器和線圈來制造外罩波陷波器17，例如通過如公知的那樣安裝印刷電路板。參考標記清單
1磁共振設(shè)備
2基本磁體
3患者容納空間
4患者臥榻
5全身線圈
6局部線圈
7插座
8同軸線
9接收電子系統(tǒng)
10同軸電纜
IOA線圈元件
IOB線圈元件
11前置放大器
12預(yù)處理裝置
13A變頻器
13B變頻器
14處理單元
15外罩導(dǎo)體
16內(nèi)導(dǎo)體
17外罩波陷波器
18印刷電路板
19線圈
20電容器
21截止回路
22截止回路
23箭頭
24故々1 目丨J頭
25箭頭
26濾波器網(wǎng)絡(luò)
27濾波器網(wǎng)絡(luò)
LOl輔助頻率信號
L02輔助頻率信號
ZFl中間頻率
ZF2中間頻率
T傳輸特性
f 丄腿發(fā)送頻率。
權(quán)利要求
1.一種磁共振設(shè)備(1)，包括至少一個線圈(6)和至少一個將該線圈(6)與接收電子系統(tǒng)(9)相連接的同軸線(8，10)，該線圈(6)具有將接收信號變換到至少一個不同于發(fā)送頻率的傳輸頻率的預(yù)處理裝置(12)，其特征在于，所述同軸線(8，10)具有至少一個在該同軸線(8，10)的外罩導(dǎo)體(15)的外側(cè)以及內(nèi)側(cè)抑制發(fā)送頻率的外罩波的、具有截止回路 (21,22)的外罩波陷波器(17)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的磁共振設(shè)備，其特征在于，所述預(yù)處理裝置(12)被構(gòu)造用于將接收到的信號轉(zhuǎn)換到至少一個中間頻率上和/或用于將接收到的信號數(shù)字化。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的磁共振設(shè)備，其特征在于，在所述外罩波陷波器(17)上所述外罩導(dǎo)體(15)完全分開，以便連接所述截止回路01)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1至3之一所述的磁共振設(shè)備，其特征在于，在所述同軸線(8，10)的內(nèi)導(dǎo)體(16)中也連接有作為所述外罩波陷波器(17)的部分的截止回路02)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1至4之一所述的磁共振設(shè)備，其特征在于，所述截止回路(21，22)包括具有至少一個線圈(19)和至少一個電容器00)的濾波器網(wǎng)絡(luò)06，27)，和/或該截止回路(21，22)被設(shè)置在印刷電路板(18)上。
6.一種用于磁共振設(shè)備(1)的同軸線(8，10)，用于連接局部線圈(6)和接收電子系統(tǒng)(9)，該局部線圈(6)具有將接收信號變換到至少一個不同于發(fā)送頻率的傳輸頻率的預(yù)處理裝置(12)，其特征在于，該同軸線(8，10)具有至少一個在該同軸線(8，10)的外罩導(dǎo)體(1 的外側(cè)以及內(nèi)側(cè)抑制發(fā)送頻率的外罩波的、具有截止回路01，22)的外罩波陷波器 (17)。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的同軸線，其特征在于，在所述外罩波陷波器(17)上所述外罩導(dǎo)體(1 完全分開，以便連接所述截止回路01)。
8.根據(jù)權(quán)利要求6或7所述的同軸線，其特征在于，在該同軸線(8，10)的內(nèi)導(dǎo)體(16) 中也連接有作為所述外罩波陷波器(17)的部分的截止回路02)。
9.根據(jù)權(quán)利要求6至8之一所述的同軸線，其特征在于，所述截止回路(21，22)包括具有至少一個線圈(19)和至少一個電容器OO)的濾波器網(wǎng)絡(luò)06，27)，和/或該截止回路 (21,22)被設(shè)置在印刷電路板(18)上。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種磁共振設(shè)備(1)，包括至少一個線圈(6)和至少一個將該線圈(6)與接收電子系統(tǒng)(9)相連接的同軸線(8，10)，該線圈(6)具有將接收信號變換到至少一個不同于發(fā)送頻率的傳輸頻率的預(yù)處理裝置(12)，其中，該同軸線(8，10)具有至少一個在該同軸線(8，10)的外罩導(dǎo)體(15)的外側(cè)以及內(nèi)側(cè)抑制發(fā)送頻率的外罩波的、具有截止回路(21，22)的外罩波陷波器(17)。
文檔編號G01R33/42GK102200570SQ201110054448
公開日2011年9月28日 申請日期2011年3月8日 優(yōu)先權(quán)日2010年3月23日
發(fā)明者斯蒂芬·比伯 申請人:西門子公司