用于控制磁共振断层成像设备的局部线圈的装置 |
|||||||
| 申请号 | CN201721809571.5 | 申请日 | 2017-12-21 | 公开(公告)号 | CN208140909U | 公开(公告)日 | 2018-11-23 |
| 申请人 | 西门子保健有限责任公司; | 发明人 | F.艾尔曼; R.克雷默; S.施勒特; S.比伯; | ||||
| 摘要 | 本实用新型涉及一种用于控制磁共振 断层 成像设备的局部线圈的装置。装置具有 电路 板，在其上布置了用于选择局部线圈的 开关 矩阵以及 控制器 。控制器被设计为直接控制 电路板 的开关矩阵。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种用于控制磁共振断层成像设备的局部线圈(100)的装置，其中装置(10)具有电路板(11)，在其上布置了用于选择局部线圈(100)的开关矩阵(12)以及控制器(14)，其特征在于，控制器(14)被设计为直接控制电路板(11)的开关矩阵(12)。 |
||||||
| 说明书全文 | 用于控制磁共振断层成像设备的局部线圈的装置技术领域[0001] 本实用新型涉及一种用于控制磁共振断层成像设备的局部线圈的装置。 背景技术[0002] 磁共振断层成像设备是成像装置，其为了对检查对象成像，利用强的外部磁场对齐检查对象的核自旋，并通过交变磁场激励他们围绕此方向进动。由此自旋进动或从激发的状态返回到低能量状态又产生作为响应的交变磁场，其也被称为磁共振信号，该信号通过天线接收。 [0004] 为了激发自旋的进动，需要具有与静态磁场强度情况下的拉莫尔频率相应的频率和很高的磁场强度或者说，很高的功率的交变磁场。为了改善由天线接收的磁共振信号的信噪比，布置在患者身上的经常称为局部线圈的天线被使用。此外局部线圈允许并行采集不同身体部位的信号，从而加速成像。 [0005] 由于局部线圈空间受限的接收范围，在此需要大量局部线圈，为其提供能量和不同的信号，并且必须评估其接收的信号。通常，各个功能在多个部件上实现，各个部件通过总线系统交换信号。然而，这种复杂的技术伴随着巨大的成本，这限制了大量局部线圈的使用。实用新型内容 [0006] 因此，本实用新型的任务是，为使用局部线圈改进磁共振断层成像设备。 [0007] 该任务通过按照本实用新型的用于控制磁共振断层成像设备的局部线圈的装置和按照本实用新型的磁共振断层成像设备实现。 [0008] 按照本实用新型的用于控制磁共振断层成像设备的局部线圈的装置具有电路板。在电路板上布置了用于选择局部电路的开关矩阵。开关矩阵比如在具有模拟传输技术的局部线圈的情况下可以具有模拟节点元件。而在已经提供数字化MR信号的局部线圈的情况下，开关矩阵可以是二元选择逻辑。此外，在电路板上安置了控制器，利用该控制器，开关矩阵直接被控制，在此，直接被理解为，不需要额外的协议或信号转换器来提供控制器和其他部件间的物理或逻辑连接，如，比如为了适应标准化的总线而可能需要的接口转换器或协议转换器。 [0009] 以有利的方式，控制器和开关矩阵在电路板上的布置允许直接与印刷导线相连，无需其他接口模块，因为控制器和开关矩阵的连接线短，并且控制器在性质上是明确定义的。与在电路板上简单组合传统的开关矩阵和控制组件的部件相比，这导致巨大的成本和空间的节省。特别地，也可以设想，通过这种方式，控制器直接实现在开关矩阵中或其他子单元中的逻辑开关或逻辑门，从而简化控制器和子单元本身的电路设计。 [0010] 本实用新型的磁共振断层成像设备共享本实用新型的用于控制磁共振断层成像设备的局部线圈的装置的优点。 [0011] 给出其他有利的实施方式。 [0012] 在按照本实用新型的用于控制磁共振断层成像设备的局部线圈的装置的可能的实施形式中，电路板具有针对连接的局部线圈的识别装置。识别装置例如可以是评估来自局部线圈的经由信号线的串行信号的逻辑电路。也可以考虑，来自局部线圈的信号是无线传输的，并且识别装置被设计为来接收或评估该信号。控制器被设计为，在电路板上直接控制针对连接的局部线圈的识别装置，这还包括通过控制器接收识别的局部线圈的信号。 [0013] 而且对于用于识别的装置，通过与控制器布置在共同的电路板上，允许一种更简单和更低成本的设计。 [0014] 在本实用新型的用于控制磁共振断层成像设备的局部线圈的装置的可设想的实施方式中，电路板具有为连接的局部线圈的供电装置。在此，比如可以是用于前置放大器/本地振荡器或者A/D转换器的电源。优选地，仅当相应的局部线圈用于成像时，电源才被激活。控制器设计用于直接控制电路板上的电源装置。 [0015] 通过与控制器布置在共同的电路板上，本实用新型的供电装置允许一种更简单和更低成本的设计。 [0016] 在按照本实用新型的用于控制磁共振断层成像设备的局部线圈的装置的可能实施形式中，电路板具有用于连接的局部线圈的失谐装置。在此，比如可以是在局部线圈中控制开关或PIN二极管的电压或电流源。也可以设想由失谐装置的振荡器产生的频率调制信号或导频信号。最后，数字编码信号也是可以设想的。在此，控制器设计用于直接控制电路板上的失谐装置。 [0017] 按照本实用新型的失谐装置，通过与控制器布置在共同的电路板上，允许一种更简单和更低成本的设计。 [0018] 在按照本实用新型的用于控制磁共振断层成像设备的局部线圈的装置的可设想的实施方式中，电路板具有向连接的局部线圈提供时钟的装置。作为时钟，比如可以是用于数据传输或扫描的数字时钟。 [0019] 然而，在按照本实用新型的用于控制磁共振断层成像设备的局部线圈的装置的一种可能的实施方式中，也可以设想，时钟电源被设计为提供用于将接收频率混合到中频的时钟信号。 [0021] 在按照本实用新型的用于控制磁共振断层成像设备的局部线圈的装置的可设想的实施方式中，电路板具有用于数字化模拟MR接收信号的模拟-数字转换器。 [0022] 特别地，在数字化高频信号时形成的高数据传输率，在通过组件和插头传输时，需要复杂的传输技术，其可以通过控制器和其他部件在按照本实用新型的用于控制磁共振断层成像设备的局部线圈的装置的电路板上的共同布置来避免。 [0023] 在按照本实用新型的用于控制磁共振断层成像设备的局部线圈的装置的一种可能的实施方式中，电路板具有信号处理装置。信号处理装置被设计为通过信号连接来接收MR接收信号和进一步处理。在此，控制器被设计为直接控制信号处理装置。 [0025] 在按照本实用新型的用于控制磁共振断层成像设备的局部线圈的装置的可设想的实施方式中，信号处理装置被设计为放大接收的信号和/或对其应用滤波功能。可设想的是，比如降低采样频率(下采样)、根据频率放大(均衡)或衰落控制(增益调整)。 [0026] 通过在按照本实用新型的用于控制磁共振断层成像设备的局部线圈的装置中处理接收的信号，可以有利地减少要传输的数据量。 [0028] 通过信号处理来形成模式(Modenbildung)有利地使得可以减少待传输的接收通道的数量，同时通过组合信号的空间选择性提供更好的信号质量。 [0029] 在按照本实用新型的用于控制磁共振断层成像设备的局部线圈的装置的可设想的实施方式中，电路板具有用于将处理的MR接收信号发送到磁共振断层成像设备的评估单元的发送装置。在此，控制器设计为用于直接控制传输装置。 [0030] 通过发送装置的直接控制，在此也可以减少电路技术的费用。 [0031] 在按照本实用新型的用于控制磁共振断层成像设备的局部线圈的装置的一种可能的实施方式中，电路板具有用于从磁共振控制器接收控制指令的控制接口单元。控制器设计为用于与控制接口单元直接通信。 [0032] 直接从磁共振控制器接收控制命令额外简化了装置结构。 [0035] 按照本实用新型的用于控制磁共振断层成像设备的局部线圈的装置的其他优点和特征将在下面结合附图描述的实施例中呈现。 [0036] 在示意图中， [0037] 图1示出了按照本实用新型的用于控制磁共振断层成像设备的局部线圈的装置的实施方式，以及按照本实用新型的磁共振断层成像设备的一部分； [0038] 图2示出了按照本实用新型的用于控制磁共振断层成像设备的局部线圈的装置的实施方式； 具体实施方式[0039] 图1在仅部分显示的磁共振断层成像设备中示出了按照本实用新型的用于控制磁共振断层成像设备的局部线圈100的装置10的示例性实施方式。 [0040] 装置10可以具有单个电路板11，或者甚至可以由未出示的其他部件组成，比如用于连接局部线圈的无源分配器和插头。 [0042] 装置10进一步与磁共振控制器50进行信号连接，经过处理的信号被传输到磁共振控制器，并且从其发送用于设定装置10的命令。也可以设想的是，设备 10的供电通过磁共振控制器50来实现。 [0043] 在电路板11上布置开关矩阵12，其从大量局部线圈100中选择一个或多个，它们的信号随后应该会被进一步处理。开关矩阵12将选择的信号子集导入到模拟-数字转换器13。在所示实施方式中，模拟-数字转换器13与装置10的控制器 14一起被安置在集成电路中。 在电路板11上用于模拟-数字转换器13和控制器 14的分立部件也是可以设想的。 [0044] 识别电路15位于电路板上，所述识别电路作为所连接的局部线圈的识别装置与开关矩阵12进行信号连接，并且从所述开关矩阵转发局部线圈100的信号，借助此信号，局部线圈可以被识别。可以设想，用比如电阻值的模拟信号来进行识别，但也可以使用数字编码，其被单向传输到识别电路15，或在与局部线圈 100的双向通信中由局部线圈查询。 [0045] 除此之外，电源电路16作为一个或多个局部线圈100的电源装置位于电路板上。而且，电源电路16与开关矩阵12电气相连，使得电源电路可以给所选的局部线圈100供电，并且必要时中断供电。 [0046] 另一电路是作为局部线圈100的失谐装置的失谐电路17。失谐电路17产生信号，其通过开关矩阵12被分配到所选的局部线圈100，并且局部线圈从拉莫尔频率上的谐振失调，或者反之通过该信号才调谐到拉莫尔频率。作为信号，可以设想比如直接开断PIN二极管或继电器的直流电压或直流电流，也可以是在局部线圈100中触发相应动作的调制导频信号或数字指令。用于失谐的信号优选地也被提供给开关矩阵12并且经由开关矩阵被分配到局部线圈100。 [0047] 最后，电路板10还可以具有时钟发生器18，其作为时钟信号供应装置产生局部线圈所需的时钟信号。这例如可以是具有一个或多个混合频率的信号，借助于所述信号将所接收的磁共振信号转换成一个或多个中频。以这种方式可以减少电缆中的衰减，并且还通过电缆同时传输多个模拟信号。中央时钟发生器允许更高的频率稳定性、信号的固定相位关系并且减少在局部线圈100中的成本。然而，磁共振信号已经数字化的数字局部线圈100也是可以设想的。为此，时钟发生器18可以为局部线圈100的A/D转换器提供时钟信号，在此使得固定的相位关系得以保证。 [0048] 开关矩阵12、识别电路15、电源电路16、失谐电路17和时钟发生器18与电路板的控制器14直接进行信号连接。在此直接理解的是，在控制器14和各个电路之间没有布置有源部件。 [0049] 由于电路板内的信号路径缩短，例如可以放弃特定的信号驱动模块。还可以在电路板22内使用明显更多的导体导轨，从而可以不必转换到特别是标准化的总线结构，其需要特殊的附加的逻辑模块。然而可以考虑的是，多个电路经由一个或多个共同印刷导线直接与控制器14相连，并且控制器14和电路通过并行或串行地寻址被选择。 [0050] 在最简单的情况下，控制器14具有逻辑输出，其经由电路板或在通过内部连接集成在单个半导体模块中的情况下直接控制开关或逻辑功能。 [0051] 为了清楚起见，图1中并未示出所有可设想的单元，其在实施方式中同样可以布置在电路板(11)上，从而实现有利的协同作用。 [0052] 因此，在一种实施方式中，针对信号处理器中或逻辑电路(FPGA)中的接收，在电路板(11)上一起实现信号处理功能。例如，可以设想的功能是降低采样率(抽取)、频率特性的滤波和补偿(均衡)或者增益控制(增益控制)。 [0053] 在一种实施方式中可以进一步设想，通过各个MR接收信号的线性组合来形成模式(Modenbildung)。形成模式例如可以同样在为信号处理设置的元件(信号处理器，FPGA)中实现，或者通过电路板上的自身的组件来实现。对于该信号处理功能也成立的是，其有利地直接通过控制器14通过电路板11上的直接信号连接被控制。 [0054] 最后，电路板11还具有用于交换控制信息并用于将处理的MR接收信号传输到磁共振控制器50的接口。在此，可以提供诸如PCIE、千兆以太网、SATA、USB3或Thunderbolt的高速接口作为用于接收数据的发送设备。控制接口可以用相同的接口，或用自身的、较慢的接口，比如I-2-C来实现。相应的接口可以通过电路板11上的单独部件来提供或集成在其他部件，比如控制器14或信号处理装置中。 [0055] 图2示出了本实用新型的用于控制磁共振断层成像设备的局部线圈的装置 10的另一种实施方式。相同的对象由相同的标记表示。 [0056] 在此，用于控制磁共振断层成像设备的局部线圈的装置10与图1中的装置的不同之处在于，其他电路与控制器14被设计为集成电路。在此，集成电路具有到开关矩阵12的额外连接，使得例如可以为局部线圈100提供电源，或者传输其他信号。 [0057] 然而，根据本实用新型的用于控制磁共振断层成像设备的局部线圈的装置 10也可以设想，使用具有不同功能分布或者还有附加功能，比如数字滤波或接收器的集成电路。 [0058] 尽管已经通过优选实施例详细说明和描述了本实用新型，但是本实用新型不受公开的示例限制，并且本领域的技术人员可以从中得出其他变化而不偏离本实用新型的范围。 |
||||||
