專利名稱：在磁共振系統(tǒng)中對磁共振信號進(jìn)行光學(xué)傳輸?shù)难b置和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于將磁共振信號從多個(gè)局部線圈傳輸?shù)接?jì)算裝置的 一種 方法和一種裝置，其中，將信號在發(fā)送器一側(cè)的第一轉(zhuǎn)換器與接收器一側(cè) 的第二轉(zhuǎn)換器之間作為光學(xué)信號在光導(dǎo)中傳輸，第一轉(zhuǎn)換器將電信號轉(zhuǎn)換成光信號，第二轉(zhuǎn)換器將光信號轉(zhuǎn)換成電信號，并且其中，在所述多個(gè)局 部線圈和發(fā)送器一側(cè)的第 一轉(zhuǎn)換器之間分別設(shè)置有模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換器。
背景技術(shù)：
在常規(guī)的磁共振系統(tǒng)中，按照標(biāo)準(zhǔn)使用電導(dǎo)線、多數(shù)為同軸電纜，以 便將由固定在患者身體上的局部線圏接收到的磁共振信號進(jìn)一 步引入到計(jì) 算裝置中。由于在檢查空間主導(dǎo)的高頻交變磁場而在電導(dǎo)線中感應(yīng)出電流，該電流被稱為表面波(Mantelwelle )或共模電流(Gleichtaktstrom )并且具 有與交變磁場相同的頻率。如果沒有進(jìn)一步的措施，那么該共模電流也由 于與患者的電容耦合而流入到人體內(nèi)。必須一定避免這種情況，因?yàn)榱魅?到人體內(nèi)電流可能會(huì)出現(xiàn)內(nèi)部的燒傷。迄今為止該問題是如下解決的在 局部線圈和計(jì)算裝置之間的電導(dǎo)線上設(shè)置所謂的表面陷波器 (Mantelwellensperren )。表面陷波器由 一個(gè)并聯(lián)諧振電路構(gòu)成，該并聯(lián)諧振 電路包括一個(gè)特定的電感L和一個(gè)特定的并聯(lián)連接的電容C。必須這樣調(diào) 諧L和C，使得在交變磁場的頻率下以及由此在電導(dǎo)線中感應(yīng)出的電流的 頻率下在振蕩電路中產(chǎn)生共振。在其中振蕩電路的總電阻極其高的共振情況下，電感地耦合到電導(dǎo)體上的振蕩電路最大地衰減了在電導(dǎo)體中感應(yīng)出 的電流，因此在電導(dǎo)體和其上電容耦合的人體上不再受有表面電流，即， 壓制了表面波。因?yàn)閷τ诙鄠€(gè)饋電線(每個(gè)局部線圈需要一根電纜)需要 多個(gè)表面陷波器，所以設(shè)備相對復(fù)雜、占用大的空間并且造價(jià)高。例如， 在公開文件DE 102004015856Al中描述了上述現(xiàn)有技術(shù)。在G. P. Koste， M. C. Nielsen, T. R. Tolliver, R. L. Frey， R. D. Watkins， GE Global Research Center, "Optical MR Receive Coil Array Interconnect",Proceedings ISMRM 2005， p. 411中描述了另 一種用于解決在電導(dǎo)體中由于 交變磁場感應(yīng)的電流的問題的措施。在此，將在電導(dǎo)體中的信號傳輸用在 光纖中的光學(xué)信號傳輸替代。在主要由局部線圈和放大器組成的測量單元 與包括接收器(其將光信號再轉(zhuǎn)換回電信號)的計(jì)算單元之間傳輸;漠?dāng)M的 光信號。在測量單元一側(cè)，電信號向光信號的轉(zhuǎn)換在一個(gè)調(diào)制器(例如由 LiNb03制成的MachZehnder光學(xué)調(diào)制器)中實(shí)現(xiàn)，向該調(diào)制器中饋入激光 和電測量信號。在此，在該調(diào)制器中將來自局部線圈的信號中的信息通過 強(qiáng)度調(diào)制而調(diào)制在激光上。然后，將調(diào)制后的光模擬地傳輸至接收器。此 外，重要的是，LiNb03適合于在高磁場中的應(yīng)用。利用調(diào)制器的模擬光信 號傳輸?shù)囊粋€(gè)缺點(diǎn)是信噪比相對差，因此限制了動(dòng)態(tài)范圍、即系統(tǒng)區(qū)別大 的和小的信號的能力。此外，LiNb03調(diào)制器相對昂貴。另 一種措施還在于，在向計(jì)算裝置的傳輸之前對局部線圏的模擬電信 號進(jìn)行數(shù)字化，并且將該數(shù)字電信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字光信號。在文獻(xiàn)W02006/ 008665Al中公開了這種方法。通過對信號盡早的數(shù)字化優(yōu)化了信噪比，通 過作為光信號的傳輸消除了強(qiáng)磁場的影響。為每個(gè)局部線圈設(shè)置一個(gè)適當(dāng) 的電子裝置，該電子裝置各帶有一個(gè)用于將電信號轉(zhuǎn)換為光信號的轉(zhuǎn)換器。也就是說，利用在電導(dǎo)體上的表面陷波器的方案的問題在于，其在技 術(shù)上是復(fù)雜和昂貴的。盡管利用結(jié)合光學(xué)調(diào)制器的模擬光學(xué)傳輸?shù)姆桨副苊饬吮砻娌ǖ膯?題，但是其中可以實(shí)現(xiàn)的信噪比并不令人滿意并且在經(jīng)濟(jì)上的開銷相對地 高。如在WO2006/008665 A1中描述的利用數(shù)字光學(xué)傳輸?shù)姆桨傅膯栴}在 于，必須為每個(gè)局部線圈提供一個(gè)各帶有一個(gè)電光轉(zhuǎn)換器的、單獨(dú)的讀出 電子裝置，其帶來了相對大的位置需求以及經(jīng)濟(jì)上的開銷。發(fā)明內(nèi)容從上面討論的缺點(diǎn)和問題出發(fā)，本發(fā)明要解決的技術(shù)問題在于，開發(fā) 一種在磁共振系統(tǒng)中的、其中不出現(xiàn)表面波的信號傳輸方法，該方法具有 最佳的信噪比并且可以以最小的造價(jià)實(shí)現(xiàn)在盡可能小的空間上。本發(fā)明由于一系列的原因而具有優(yōu)勢。測量裝置的電子部件是這樣高度地集成在電路板上并且由此被綜合在如此小的空間內(nèi)，使得電感和電容 這樣小，以至于通過高頻交變磁場在電路板中感應(yīng)出的電流和由此對患者 的寄生電容耦合小到可以忽略。特別是通過采用多路復(fù)用器使得多個(gè)局部 線圈將其信號傳遞到單一的電光轉(zhuǎn)換器的事實(shí)，導(dǎo)致了最小的空間需求和 最小的造價(jià)。


下面參考附圖根據(jù)對優(yōu)選的實(shí)施例的描述進(jìn)一步說明本發(fā)明。附圖中 圖1示出了用于在磁共振系統(tǒng)中傳輸數(shù)字化光信號的裝置的示意圖。
具體實(shí)施方式
圖1示出了一種在磁共振系統(tǒng)中用于將磁共振信號從多個(gè)局部線圈(2) 傳輸至計(jì)算裝置(9)的傳輸裝置(1),其中，將信號在發(fā)送器一側(cè)的第一 轉(zhuǎn)換器(6)與接收器一側(cè)的第二轉(zhuǎn)換器(8)之間作為光學(xué)信號在光導(dǎo)(7) 中傳輸，第一轉(zhuǎn)換器將電信號轉(zhuǎn)換成光信號，第二轉(zhuǎn)換器將光信號轉(zhuǎn)換成 電信號，并且其中，在多個(gè)局部線圈(2)和發(fā)送器一側(cè)的第一轉(zhuǎn)換器(6) 之間分別設(shè)置了模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換器(4),其特征在于，所述多個(gè)局部線圏(2) 通過電子元件連接在單個(gè)電路板(10)上，并且，多個(gè)前置放大器(3)、 多個(gè)模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換器(4)和多路復(fù)用器被這樣集成在該電路板(10)上， 使得該多路復(fù)用器合并多個(gè)模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換器的輸出。在圖l示出的實(shí)施例中，多個(gè)局部線圈(2)通過電子元件連接在單個(gè) 電路板(10)上，其中，多個(gè)前置放大器(3)、多個(gè)模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換器(4) 和多路復(fù)用器(5)被集成在電路板(10)上，并且，發(fā)送器一側(cè)的轉(zhuǎn)換器 (6)同樣被集成在所述電路板(10)上。在一種沒有示出的實(shí)施例中，多個(gè)局部線圈(2)通過電子元件被連接 在單個(gè)電路板(10)上，其中，多個(gè)前置放大器(3)、多個(gè)模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換 器(4)和多路復(fù)用器(5)被集成在該電路板(10)上，并且，該多路復(fù) 用器(5)的輸出被連接到一個(gè)單獨(dú)的發(fā)送器一側(cè)的轉(zhuǎn)換器(6)的輸入上。上面所^:到的電子元件可以被設(shè)置在單個(gè)的僅僅為幾個(gè)cm2的小電路 板上。所述接收器一側(cè)的第二轉(zhuǎn)換器(8)與后接的計(jì)算裝置(9)可以被設(shè)置為遠(yuǎn)離帶有發(fā)送器一側(cè)的轉(zhuǎn)換器(6)的測量裝置。本發(fā)明還涉及一種用于在磁共振系統(tǒng)中在多個(gè)局部線圈(2)和計(jì)算裝 置(9)之間傳輸磁共振信號的方法，其中，將信號在發(fā)送器一側(cè)的第一轉(zhuǎn) 換器(6)與接收器一側(cè)的第二轉(zhuǎn)換器(8)之間光學(xué)地傳輸，第一轉(zhuǎn)換器 將電信號轉(zhuǎn)換成光信號，第二轉(zhuǎn)換器將光信號轉(zhuǎn)換成電信號，并且其中， 使模擬電信號在進(jìn)入所述發(fā)送器一側(cè)的第一轉(zhuǎn)換器(6)之前數(shù)字化，其特 征在于，將信號在模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換器和發(fā)送器一側(cè)的第一轉(zhuǎn)換器(6)之間通 過多路復(fù)用器(5)互連，并且作為多路復(fù)用的信號進(jìn)入該發(fā)送器一側(cè)的轉(zhuǎn) 換器(6)。在上面描述的實(shí)施例中決定性的是基本上被設(shè)置在一個(gè)電路板上的 電子部件被這樣高度地集成，以至于通過高頻交變磁場在電路板中感應(yīng)出的電流是可以忽略的。由此，防止了在磁共振測量中由于與患者(11 )的 電容耦合而在患者(11)的體內(nèi)產(chǎn)生電流(該電流可能導(dǎo)致內(nèi)部燒傷)的 危險(xiǎn)。此外，有利的是，用自然不受磁場影響的光學(xué)傳輸介質(zhì)來替代現(xiàn)有 技術(shù)中的、必須在其中用表面陷波器中和所感應(yīng)出的電流的同軸電纜。另 外，本發(fā)明的特別的優(yōu)勢在于，通過盡早的模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換在數(shù)字化中作為 噪聲僅僅出現(xiàn)由于采樣造成的固有噪聲，由此優(yōu)化了信噪比。在隨后所有 的數(shù)字化信號所通過的元件中不添加其它的噪聲。通過該盡早的數(shù)字化優(yōu) 化了動(dòng)態(tài)范圍、即系統(tǒng)區(qū)別大的和小的信號的能力。除了保護(hù)患者免受感 應(yīng)電流之外，本發(fā)明的最重要特征在于，通過上述的電子元件的高度集成 與同樣被設(shè)置在電路板上的多路復(fù)用器的結(jié)合，由該多路復(fù)用器將多個(gè)局 部線圈的電信號進(jìn)行互連，并且將所得到的電信號傳輸至發(fā)送器一側(cè)的轉(zhuǎn) 換器，在該轉(zhuǎn)換器中將其轉(zhuǎn)換成光信號。
權(quán)利要求
1.一種在磁共振系統(tǒng)中用于將磁共振信號從多個(gè)局部線圈(2)傳輸至計(jì)算裝置(9)的傳輸裝置(1)，其中，將所述信號在發(fā)送器一側(cè)的第一轉(zhuǎn)換器(6)與接收器一側(cè)的第二轉(zhuǎn)換器(8)之間作為光學(xué)信號在光導(dǎo)(7)中傳輸，所述第一轉(zhuǎn)換器將電信號轉(zhuǎn)換成光信號，所述第二轉(zhuǎn)換器將光信號轉(zhuǎn)換成電信號，并且其中，在多個(gè)局部線圈(2)和發(fā)送器一側(cè)的第一轉(zhuǎn)換器(6)之間分別設(shè)置了模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換器(4)，其特征在于，所述多個(gè)局部線圈(2)通過電子元件連接在單個(gè)電路板(10)上，并且，多個(gè)前置放大器(3)、多個(gè)模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換器(4)和多路復(fù)用器被這樣集成在該電路板(10)上，使得該多路復(fù)用器(5)合并多個(gè)模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換器(4)的輸出。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的傳輸裝置(1 ),其中，如果所述多個(gè)局部線 圈(2)通過電子元件被連接在單個(gè)電路板(10)上，并且在此所述多個(gè)前 置放大器(3)、所述多個(gè)模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換器(4)和所述多路復(fù)用器(5)被 集成在該電路板(10)上，則所述發(fā)送器一側(cè)的轉(zhuǎn)換器(6)同樣被集成在 所述電路板(10)上。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的傳輸裝置(1 )，其中，如果所述多個(gè)局部線 圈(2)通過電子元件連接在單個(gè)電路板(10)上，并且在此所述多個(gè)前置 放大器(3)、所述多個(gè)模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換器(4)和所述多路復(fù)用器(5)被集 成在該電路板(10)上，則該多路復(fù)用器(5)的輸出被與一個(gè)單獨(dú)的發(fā)送 器 一側(cè)的轉(zhuǎn)換器(6 )的輸入相連接。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1至3中任一項(xiàng)所述的傳輸裝置(1 ),其中，所述電 子元件可以#1設(shè)置在單個(gè)的僅僅為幾個(gè)crr^的小電路板上。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的傳輸裝置(1 ),其中，所述接收器一側(cè)的第 二轉(zhuǎn)換器(8)與后接的計(jì)算裝置(9)可以被設(shè)置為遠(yuǎn)離帶有所述發(fā)送器 一側(cè)的轉(zhuǎn)換器(6 )的測量裝置。
6. —種用于在磁共振系統(tǒng)中在多個(gè)局部線圏(2)和計(jì)算裝置(9)之 間傳輸磁共振信號的方法，其中，將所述信號在發(fā)送器一側(cè)的第一轉(zhuǎn)換器(6)與接收器一側(cè)的第二轉(zhuǎn)換器(8)之間光學(xué)地傳輸，所述第一轉(zhuǎn)換器 將電信號轉(zhuǎn)換成光信號，所述第二轉(zhuǎn)換器將光信號轉(zhuǎn)換成電信號，并且其中，使模擬電信號在進(jìn)入所述發(fā)送器一側(cè)的第一轉(zhuǎn)換器(6)之前數(shù)字化，其特征在于，將所述信號在模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換器(4)和所述發(fā)送器一側(cè)的 第一轉(zhuǎn)換器(6)之間通過多路復(fù)用器(5)互連，并且作為多路復(fù)用的信 號進(jìn)入該發(fā)送器一側(cè)的轉(zhuǎn)換器(6)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種在磁共振系統(tǒng)中用于將磁共振信號從多個(gè)局部線圈(2)至計(jì)算裝置(9)的傳輸裝置(1)，其中，將信號在發(fā)送器一側(cè)的第一轉(zhuǎn)換器(6)與接收器一側(cè)的第二轉(zhuǎn)換器(8)之間作為光學(xué)信號在光導(dǎo)(7)中傳輸，第一轉(zhuǎn)換器將電信號轉(zhuǎn)換成光信號，第二轉(zhuǎn)換器將光信號轉(zhuǎn)換成電信號，并且其中，在所述多個(gè)局部線圈(2)和發(fā)送器一側(cè)的第一轉(zhuǎn)換器(6)之間分別設(shè)置了模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換器(4)，其特征在于，所述多個(gè)局部線圈(2)通過電子元件被連接在單個(gè)電路板(10)上，并且，多個(gè)前置放大器(3)、多個(gè)模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換器(4)和多路復(fù)用器(5)被這樣集成在該電路板(10)上，使得該多路復(fù)用器(5)合并多個(gè)模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換器(4)的輸出。
文檔編號G01R33/36GK101226231SQ20081000297
公開日2008年7月23日 申請日期2008年1月15日 優(yōu)先權(quán)日2007年1月15日
發(fā)明者馬丁·赫特, 馬庫斯·維斯特爾, 馬里奧·費(fèi)斯特格 申請人:西門子公司