[发明专利]局部线圈系统、发送装置、磁共振系统以及相应的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于用来采集MR信号的磁共振系统的局部线圈系统，包括至少一个能量接收天线，该能量接收天线用于从时变的磁场感应地接收用于局部线圈系统的能量。此外，本发明还涉及一种用于磁共振系统的构造为向局部线圈系统发送能量的相应的发送装置，一种具有这样的局部线圈系统和/或这样的发送装置的磁共振系统，以及一种用于向局部线圈系统传输能量的方法。

背景技术

磁共振系统包括断层造影仪，在所述断层造影仪中将卧榻上的患者定位在圆柱形测量空间中。在测量空间中施加强磁场，该强磁场由于对多个梯度线圈的操控而具有梯度。通过磁场原子的核自旋被对齐。发送天线装置、通常是全身发送天线装置（例如鸟笼天线）位于断层造影仪内部，用于输出磁共振高频脉冲，以便激励原子。

为了接收磁共振信号（MR信号），在磁共振检查中通常采用局部线圈，用于接收在核自旋弛豫时的脉冲。不同的物质具有不同的弛豫特性，从而根据弛豫特性可以推出患者身体内部的结论。局部线圈通常被组合为组件（以下称为“局部线圈系统”），并且分别具有通常以导体回路的形式的接收天线元件。所接收的MR信号通常还在局部线圈中被前置放大并从磁共振设备的中央区域经过电缆导出，并且被传输到MR信号处理装置的被屏蔽的接收器。在该MR信号处理装置中，然后将所接收的数据数字化和进一步处理。在许多检查中，已经在患者身上布置了多个这样的局部线圈，以便覆盖患者的身体的全部区域。

磁共振系统的工作原理是专业人员所公知的并且例如在Imaging Systems for Medical Diagnostics,Arnulf Oppelt,Publicis Corporate Publishing,ISBN 3-89578-226-2中描述。

局部线圈通常被布置在铺设在患者身体上方或下面的所谓的局部线圈垫中。除此之外，还有特殊形状的其他局部线圈系统，诸如头部线圈等。目前将信号从局部线圈系统借助电缆传输到磁共振系统的分析装置。电缆是不期望的，因为其不能简单地从患者卧榻引导到分析装置，对于人来说感觉是一种干扰，并且患者卧榻与患者和局部线圈垫一起运动，由此电缆必须松弛地引导。因此，人们致力于，无线地实施从局部线圈系统到MR信号处理装置的数据传输，其中可能有利的是，MR信号为此已经在局部线圈系统本身数字化并且以数字的形式传输。

为了在局部线圈系统中预处理MR信号，例如为了前置放大和必要时数字化和编码，需要能量。因为无线传输局部线圈系统的数据的意义是，可以完全弃用局部线圈系统的电缆连接，所以局部线圈系统或者必须具有充足的能量存储器或者所需的能量还必须被无线地传输到局部线圈系统。

一种可能性是，使用用于能量传输的微波。但是微波辐射是不期望的，因为其提高了患者的生理的HF负担。

此外，可以从磁共振发送场中转移出能量，方法是：在接收线圈的失谐电路上连接高频整流器和缓冲存储器，例如电容器或蓄电池。这具有如下缺陷：在接收线圈中的功率吸收情况下，有电流在磁共振频率下流动，由此使得激励自旋的场发生畸变。

发明内容

本发明要解决的技术问题是，实现一种局部线圈系统的改进的无线能量供应。

按照本发明的局部线圈系统具有能量接收天线，用于从时变磁场（例如电磁场）感应地接收用于局部线圈系统的能量，其中，该能量接收天线可调谐到或被调谐到能量传输频率，后者低于待采集的MR信号的拉莫尔频率并且高于大约20kHz。

拉莫尔频率是磁共振系统的磁共振工作频率，即，用来激励核自旋或然后待接收的MR信号所具有的频率。拉莫尔频率fL可以按照公知方式基于回磁比γ（即物质常数）并且在核的位置上呈现的磁通密度B按照f_L=γ·B来计算。在1.5T的磁通密度下得到用于1H类型的原子核的大约63.87MHz的拉莫尔频率，该类型原子核相应于氢。对于3T的磁通密度得到大约127.74MHz的拉莫尔频率。因为实际上施加的磁场由于所施加磁场梯度而局部地与磁共振系统的基本磁场的值B0偏离，所以相应地在基本磁场情况下给出的拉莫尔频率例如+/-1MHz的特定的频率范围中进行发送和接收。但是原则上磁共振系统还可以根据多个磁共振工作频率工作，以便能够激励不同的代谢物。在这种情况下在本发明范围内设立的用于能量传输频率的条件适用于所有考虑的拉莫尔频率。

按照本发明的用于磁共振系统的被构造为向局部线圈系统发送能量的发送装置包括：能量发送天线，其输出具有预定的能量传输频率的时变磁场；以及振荡器装置，其与能量发送装置耦合并且产生用于操控能量发送天线的电信号，该电信号具有低于所提到的拉莫尔频率并且高于大约20kHz的能量传输频率。