[发明专利]用于磁共振断层造影设备的高频接收装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于磁共振断层造影设备的高频接收装置，其具有至少一 个接收磁共振信号的接收天线和将接收到的磁共振信号进行放大的放大装置。

背景技术

众所周知，为了检查人身体部分要将待检查的身体部分置于被称为基本磁 场的均匀磁场内。该磁场影响身体中原子核尤其是约束于水的氢原子核(质子) 的核自旋的对齐。借助于高频激励脉冲，这些原子核被激励为进动运动。在激 励脉冲结束后，原子核以取决于基本磁场强度的频率而进动，然后由于其自旋 而在预定的弛豫时间后重新在由基本磁场给出的从优方向上趋于稳定。此时原 子核便发射了称之为磁共振信号的高频信号。通过对完整的磁共振信号进行计 算分析或测量技术的分析，可以由空间自旋密度或弛豫时间的分布产生身体层 的图像。通过应用线性场梯度，将由于进动运动而产生的可探测的磁共振信号 与其各自的形成位置进行对应。此外，将相应的梯度场叠加到基本场并且这样 控制，使得仅在待成像的层中进行核激励。基于该物理效应的图像显示在磁共 振断层造影(MRT)或NMR(核磁共振)断层造影中是公知的。

图3中粗略地示意性示出了这样的磁共振断层造影设备的接收系统的已知 构造。存在这样的设备，其具有多个其他部件的，例如在接收天线上设置的失 谐单元，以在使用第二天线的情况下将天线互相解耦，正如在DE29804339U1 中所描述，或者是匹配电路，以补偿由患者身体造成的天线失配，例如 DE4035994A1中所提出的。但是为了更清楚起见，在图3中仅示出了对以下解 释本发明来说是重要的部件。

为了接收待检查对象的磁共振信号，目前大多使用局部的表面线圈(局部 线圈)、所谓的“环状天线(Loopantennen)”或在其上构造的阵列装置作为接 收天线31。

通过所激励的原子核产生的磁共振信号在接收天线31中感应出电压U_ind， 然后该电压在接收天线31内的低噪声前置放大器32(LNA，低噪声放大器) 中作为接收到的磁共振信号被放大，并且经过水平电缆33被引导到另一个放大 器装置34。经过这样两级放大后的磁共振信号由另一条导线35传送到接收电 路36，并由其进一步处理。

为了改善信噪比，同时尤其是为了产生高分辨率的剖面图，使用所谓的高 磁场设备，其基本磁场强度目前为3特斯拉或更高。

理论上说，通过基本磁场强度增倍，可以得到可接收的磁共振信号的功率 的四倍。例如在强度为1.5特斯拉的基本磁场情况下，在前置放大器的输入端 上典型地出现-27dBm的最大信号功率，而与此相对应的是，对于强度为3特斯 拉的基本磁场，在前置放大器的输入端，最大信号功率典型地为-21dBm。

因此通过增加最大使用的基本磁场强度，增加了在前置放大器的输入端施 加的接收的磁共振信号的信号功率的取值范围或接收的磁共振信号的幅度。

由于增加了前置放大器的输入端上施加的信号功率的取值范围，也提高了 对前置放大器的要求。因为前置放大器应该对于在整个可能的信号功率的取值 范围内，即，从热噪声到最大信号功率的磁共振信号都能够尽可能无失真地工 作。这在现代的高磁场设备中，在高的最大磁场以及与此相关的高的最大信号 功率情况下不能得到使人满意的保证。

为了缓解该问题，尤其为了增加接收系统的动态范围，已知通过控制信号 可开断地运行图3所示的另一个放大装置34，使得具有较小信号功率、尤其是 较小最大功率的磁共振信号相比起具有相对较大的信号功率、尤其是较大的最 大功率的磁共振信号，被放大得更多(高增益)。

该传输到前置放大器的解决方案迄今为止被认为不是很理想。如图4所示， 在前置放大器42的输入级，接收天线41的源阻抗Z_loop通过转换装置47被转 换为与前置放大器42的输入晶体管49匹配的源阻抗。Z_in是放大器输入阻抗。

转换装置47包括电容C和电感L。前置放大器42的放大单元48除了包 括输入晶体管49，还可以包括其他元件，尤其是晶体管。