CN1890577A - 用于去调谐mr设备的谐振电路的电路装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于MR设备的电路装置，其具有由MR接收线圈(L1)和相关电容器(C1)形成的谐振电路，并且具有用于在两个或多个操作模式之间切换该谐振电路的电子控制电路(S)。本发明提出，该电子控制电路(S)与接收装置(L2)相连接，以用于对高频电磁控制信号进行无线接收。

Description

用于去调谐MR设备的谐振电路的电路装置

本发明涉及用于MR设备的电路装置，其具有由MR接收线圈和电容器形成的谐振电路，并且具有用于在两个或多个操作模式之间切换谐振电路的电子控制电路。

本发明还涉及具有依据本发明的电路装置的MR设备和采用这种MR设备的MR方法。

从现有技术已知主要为了医疗成像用途而使用的MR设备；在这些设备中提供分开的发射和接收线圈装置。在这里，发射线圈装置的用途是在MR设备的检查容积中产生高频场，从而减小检查容积中的核磁化。接收线圈装置用于拾取来自检查容积的MR信号。接收线圈装置可以具有容积线圈的形式，或者为了优化检查容积的特定区域中的灵敏度而具有表面线圈的形式，接收线圈装置被直接放置在位于MR设备的检查容积中的患者的身体上。这种接收线圈通常与适当适配的电容器连线在一起，从而使每一接收线圈与一个谐振电路相关联，该谐振电路的谐振频率被调谐至MR设备的质子谐振频率。为了减小检查容积中的核磁化，通常通过发射线圈装置引入几千瓦的功率范围内的高频脉冲。所述高频脉冲的频率也和与接收线圈相关联的谐振电路的谐振频率相同。所述高频脉冲因此谐振地进入MR设备的接收侧谐振电路。其结果是，一方面，由接收线圈装置不理想地部分吸收高频能量。另一方面，该谐振输入可能引起接收线圈装置的显著加热，或甚至对接收线圈装置造成不可逆转的损坏，并对相应的谐振电路造成不可逆转的损坏。当利用表面线圈时，谐振加热可能导致使被检查的患者受伤的危险，因为在该患者身体上直接放置了表面线圈。同样成问题的是，接收侧谐振电路通常连接至灵敏的接收机放大器，在发射模式下引入的高频能量可能会损坏其输入级。无论如何，接收机放大器都严重过载，从而在利用高频脉冲进行的每一次激励之后，MR设备的整个接收电子装置在可以正确处理所接收的MR信号之前都具有不理想的长的停滞时间。

在具有分开的发射和接收线圈装置的MR设备中，特别已知在发射模式期间对接收侧谐振电路进行去调谐，从而避免在发射模式期间将高频脉冲输入到接收线圈中。为此目的，提供合适的电路装置，通过该电路装置，可以在谐振操作模式和非谐振操作模式之间来回切换每一个接收侧谐振电路。在这里，谐振操作模式是针对接收模式，而非谐振操作模式是针对MR设备的发射模式。

例如从WO 01/74466 A1中获知上面概述的这种电路装置。该已知的电路装置用于在谐振和非谐振操作模式之间切换具有微线圈形式的MR接收线圈的谐振电路。在这里，在介入仪器(interventioninstrument)的尖端处安装整个谐振电路。该已知的电路装置包括光电子元件，通过该光电子元件来调谐谐振电路。在该已知电路装置的情况下，使得谐振电路去调谐的控制信号是光信号，该光信号通过光波导被馈送至该光电子元件。

从现有技术已知的系统的缺陷主要在于，必须通过专用于该目的的信号线将(光学)控制信号馈送至谐振电路，其中将要在不同操作模式之间来回切换该谐振电路。为此目的，除了光波导以外，还需要另外的光电子部件，其不属于通常MR设备的常规设备。作为技术上较简单的型式，当然可以通过传统的电连线将用于在不同操作模式之间进行切换的控制信号以电信号的形式馈送到谐振电路。但是其中固有的问题是，将MR接收线圈的可逆谐振电路连接至MR设备的中央控制单元的适当的电连线必须有几米长。而这种长连线又会充当接收天线，在发射模式下高频脉冲将会耦合到其中。同样，在这里也会出现谐振加热现象，这表示有使待检查的患者受伤的危险。

有鉴于此，本发明的一个目的是提供一种用于MR设备的电路装置，其用于在不同操作模式之间切换接收侧谐振电路，其中可以简单且廉价地实现该电路装置，并且在使用该电路装置时不会有令患者受伤的危险。

通过如权利要求1所述的电路装置，实现本发明的该目标，其中电子控制电路与接收装置相连接，以用于对高频电磁控制信号进行无线接收。

通过使用用于激活谐振电路的高频电磁控制信号(即无线电信号)，可以省略接收侧谐振电路和MR设备的中央处理单元之间的任何物理连接。不存在令被检查的患者受伤的危险，因为比起患者在MR设备的发射模式期间所暴露于其中的高频场，用于切换谐振电路的高频电磁控制信号对于该患者至少不会有更严重的影响。可以利用标准部件以低成本将切换谐振电路所需的电子控制电路与用于无线接收控制信号的相关接收装置一起实现。特别地，可以省略从上面提到的印刷出版物获知的系统所需要的昂贵的光电子装置。

当由MR接收线圈自身形成接收装置时，如权利要求2所述地产生依据本发明的电路装置的一个特别可实行的型式，其中可以根据存在于MR接收线圈处的高频信号的振幅、利用控制电路来控制对谐振电路的切换。利用该控制电路，检测存在于MR接收线圈处的端电压，并且当其超过一个可预先确定的切换阈值时，就将MR接收线圈的谐振电路切换至非谐振操作模式。如果在MR设备的发射模式下输入高频脉冲，则其首先耦合进入MR接收线圈，并从而导致存在于MR接收线圈处的端电压超过该阈值。在这之后，实施到非谐振操作模式的切换，从而保护谐振电路以及与之连接的接收电子装置。

替换地，如权利要求3所述，在依据本发明的电路装置中，可以由附加谐振电路形成接收装置，该附加谐振电路被调谐至与由MR接收线圈和相关电容器形成的谐振电路不同的谐振频率。为了将MR接收线圈的谐振电路切换进入非谐振操作模式，在该型式中，发送一个高频电磁控制信号，更精确的说，该高频电磁控制信号处于该附加谐振电路的谐振频率下，该频率不同于MR谐振频率。同时，该控制信号可以有利地具有非常低的发射功率，其不会对患者造成任何影响。如果存在具有相关谐振电路的几个独立的MR接收线圈，则这些MR接收线圈可以各具有一个附加的谐振电路，所述附加谐振电路被调谐至控制信号的单个公共频率，从而可以利用单个控制信号在不同操作模式之间切换全部接收侧谐振电路。替换地，每一个接收侧谐振电路可以具有一个附加的谐振电路，而每一个附加谐振电路具有不同的谐振频率，从而通过对控制信号的频率进行适当选择，可以具体切换各个单独的接收侧谐振电路。

如权利要求4所述，依据本发明的电路装置的最后描述的型式的附加谐振电路可以有利地连接至整流器电路，以用于产生低频切换信号。该整流器电路从由附加谐振电路接收的高频控制信号产生低频切换信号，其中在依据本发明的电路装置的电子控制电路中需要所述低频切换信号，以用于在可能的操作模式之间进行切换。依据该型式，有利地由所接收的电磁控制信号本身来施加用于切换的能量供给，从而依据本发明的电路装置完全在没有其自身的能量供给并且没有有源电路部件的情况下操作。

如权利要求5所述地得到依据本发明的电路装置的另一个有利方面，其中该控制电路包括一个延时电路，该延时电路被构造成使得在接收到所述控制信号时、由MR接收线圈和相关电容器形成的谐振电路被切换进入激活操作模式或者停用操作模式，并且随后在一段时间间隔内保持在该操作模式中，其中该时间间隔具有可预先确定的持续时间。因此有可能例如在MR设备的发射模式下引入高频脉冲之前不久发射控制信号，以便将MR接收线圈的谐振电路切换进入非谐振操作模式。该延时电路确保在MR设备的发射模式的持续时间内接收侧谐振电路保持在该停用操作模式中。一旦发射模式结束，谐振电路MR接收线圈就被自动切换回到激活操作模式，也就是谐振操作模式。替换地，可将该电路装置构造成使得在接收模式开始之前不久，利用控制信号将谐振电路从针对发射模式的非谐振操作模式切换进入谐振操作模式，并且通过所述延时电路，该谐振电路在接收MR信号期间保持在该谐振操作模式中。

在依据本发明的电路装置的另一个可能的实施例中，如权利要求6所述，将接收装置构造成接收无线电控制的无线电信号。因此可以使用商用无线电控制部件来实现本发明。

依据本发明的电路装置可以用于如权利要求7所述的MR设备。

此外，如权利要求8和9所述，依据本发明的电路装置可被用于一种MR方法中以产生检查对象的图像，在输入高频脉冲之后，从拾取于检查容积的MR信号重建所述图像，并且通过附加地产生高频电磁控制信号来在激活操作模式和停用操作模式之间切换由MR接收线圈和相关电容器形成的谐振电路，从而使得该谐振电路在高频脉冲的输入期间处于停用操作模式中。在这里，如上面指出的那样，该控制信号可以具有与高频脉冲不同的频率，并且如果控制电路配备有上面所述的延时电路的话，则特别可以在高频脉冲之前或之后产生控制信号。

如权利要求10所述，可以以相应的计算机程序的形式令依据本发明的方法可用于MR设备的用户。该计算机程序可被存储在合适的存储介质上，例如CD Rom或软盘，或者可以经由因特网将其下载到MR设备的计算机单元上。

从下文描述的实施例中，本发明的这些和其它方面将显而易见，并将参照下文描述的实施例来阐明本发明。

在附图中：

图1示出了依据本发明的MR设备；

图2示出了依据本发明的电路装置。

图1以框图的形式示出了依据本发明的MR设备。该设备包括用于在检查容积中产生均匀、静态磁场的主场线圈1，患者2位于该检查容积中。其中示出所述MR设备进一步包括用于在检查容积内的空间中、在不同方向上产生磁场梯度的梯度线圈3、4和5。借助于经由梯度放大器7连接至梯度线圈3、4和5的计算机单元6，控制检查容积中的磁场梯度随时间的变化。用于在检查容积中产生高频场的发射线圈8也形成MR设备的一部分。通过发射放大器9，该发射线圈与计算机单元6相连接。MR接收线圈是没有在图1中描述的谐振电路的一部分，其用于拾取来自检查容积的MR信号。提供在图1中用开关11表示的控制电路，以便在两个或多个操作模式之间切换谐振电路。由接收装置12来激活开关11，该接收装置12被构造成用于无线接收高频电磁控制信号。发射单元13也与计算机单元6相连接，其用于发射控制信号。替换地，已经存在的发射线圈8可以用于发射控制信号。因此，由计算机单元6监控在不同操作模式之间切换谐振电路。MR接收线圈经由开关11与接收单元14相连接，其用于放大和解调所接收的MR信号。经过如此处理的MR信号被发射到重建和显像单元15。可以通过监控器16来显示从MR信号重建的图像。计算机单元6具有程序控制，通过其可以在MR设备上实施上面所述的MR方法。

在图2中描述的电路装置包括谐振电路，该谐振电路由MR接收线圈L1和电容器C1形成。为了在两个或多个操作模式之间切换谐振电路而提供电子开关S。在停用操作模式中，电子开关S是打开的，其中依据本发明，该停用模式试图防止高频辐射耦合进入谐振电路。在该操作模式中，首要地是防止灵敏的接收器放大器A受到损害，或至少防止其过载。在激活操作模式中，开关S闭合，从而由MR接收线圈L1和相关电容器C1形成的谐振电路谐振，并且可以接收MR信号。在图2中所述的电路装置的情况下，还提供附加的接收线圈L2，该附加的接收线圈L2与电容器C1一起形成附加的谐振电路，其被调谐至与由MR接收线圈L1和相关电容器C1形成的谐振电路不同的谐振频率。该附加的谐振电路用于接收高频电磁控制信号，其具有与将要接收的MR信号不同的频率。通过附加谐振电路接收的控制信号跨越电阻器R1衰减，并通过二极管D整流。从而产生用于切换该转换开关S的低频切换信号。该控制电路进一步包括延时电路，其由电容器C2和电阻器R2形成。由所接收的控制信号对电容器C2充电。在控制信号的输入终止之后，经由电阻器R2实施对电容器C2的放电。电容器C2和电阻器R2限定一个时间常数，从而在接收到高频控制信号时，通过附加谐振电路首先把由MR接收线圈L1和相关电容器C1形成的谐振电路切换进入停用操作模式，并且随后在由该时间常数预先确定的整段时间内保持在该操作模式中，即使当控制信号不再存在时也是如此。替换地，可以将图2中描述的电路装置构造成通过低频切换信号闭合转换开关S，从而把由MR接收线圈L1和相关电容器C1形成的用于接收MR信号的谐振电路从停用操作模式切换进入激活谐振操作模式，然后在整个相应的时间间隔内保持在该操作模式中。

Claims (10)

1、一种用于MR设备的电路装置，其具有由MR接收线圈(L1)和电容器(C1)形成的谐振电路，并且具有用于在两个或多个操作模式之间切换该谐振电路的电子控制电路(S)，其中该电子控制电路(S)连接至接收装置(L2)，以用于对高频电磁控制信号进行无线接收。

2、如权利要求1所述的电路装置，其中所述接收装置由该MR接收线圈自身形成，并且其中可以根据存在于该MR接收线圈处的高频信号的振幅、通过该控制电路来控制对谐振电路的切换。

3、如权利要求1所述的电路装置，其中所述接收装置由附加的谐振电路形成，该附加谐振电路被调谐至与由MR接收线圈和相关电容器形成的谐振电路不同的谐振频率。

4、如权利要求3所述的电路装置，其中所述附加谐振电路连接至整流器电路，以用于产生低频切换信号。

5、如权利要求1至4中的任何一个所述的电路装置，其中所述控制电路包括延时电路，所述延时电路被构造成使得在接收到控制信号时、由MR接收线圈和相关电容器形成的谐振电路被切换进入激活操作模式或者停用操作模式，并且随后在一段时间间隔内保持在该操作模式中，其中该时间间隔具有可预先确定的持续时间。

6、如权利要求1所述的电路装置，其中所述接收装置被构造成用于接收无线电控制的无线电信号。

7、一种MR设备，其具有用于在检查容积中产生基本上均匀的静态磁场的主场线圈(1)，用于在检查容积中产生高频场的发射线圈(8)，用于接收来自检查容积的MR设备信号的MR接收线圈(10)，用于控制该MR设备的计算机单元(6)，以及具有如权利要求1-6中的任何一个所述的电路装置。

8、一种利用如权利要求7所述的MR设备产生检查对象的图像的MR方法，其中在输入高频脉冲之后，从接收自检查容积的MR信号重建图像，并且其中通过附加地产生高频电磁控制信号而在激活操作模式和停用操作模式之间切换由MR接收线圈(L1)和相关电容器(C1)形成的谐振电路，从而使得该谐振电路在高频脉冲的输入期间处于停用操作模式中。

9、如权利要求8所述的MR方法，其中所述控制信号具有不同于高频脉冲的频率，并且其中在高频脉冲之前或之后产生该控制信号。

10、用于如权利要求7所述的MR设备的计算机程序，其中由该计算机程序在MR设备的计算机单元上实施如权利要求8或9所述的MR方法。

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