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CN102736042A - 局部线圈系统、磁共振系统和传输局部线圈的信号的方法 - Google Patents

局部线圈系统、磁共振系统和传输局部线圈的信号的方法 Download PDF

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CN102736042A CN2012100932007A CN201210093200A CN102736042A CN 102736042 A CN102736042 A CN 102736042A CN 2012100932007 A CN2012100932007 A CN 2012100932007A CN 201210093200 A CN201210093200 A CN 201210093200A CN 102736042 A CN102736042 A CN 102736042A
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Abstract

本发明涉及一种用于磁共振系统的局部线圈系统(100)，具有用于采集MR响应信号的局部线圈和用于将信号无线发送到磁共振系统的发送装置。提供了至少一个伪随机装置(108，120，122，124，128，132，133，138)，其被构造用于伪随机地改变信号，以便避免对成像的干扰。此外，还描述了一种用于将代表了MR响应信号的信号从磁共振系统(1)的局部线圈(LC1，...，LCn)的发送装置传输到磁共振系统(1)的接收器(32)的方法，其中，所述信号在传输之前被伪随机地改变并且在传输之后又被解码。

Description

局部线圈系统、磁共振系统和传输局部线圈的信号的方法
技术领域
本发明涉及一种局部线圈系统和具有降低的干扰信号的磁共振系统(MR系统)，并且特别是无线地互相通信的局部线圈系统和磁共振系统，其中，通过在局部线圈系统中的信号处理和通过无线传输来降低对成像的干扰。本发明还涉及一种用于将代表了MR响应信号(磁共振响应信号)的信号从磁共振系统的局部线圈的发送装置传输到磁共振系统的接收器的方法。
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患者在卧榻上定位于圆柱形测量空间中。在断层造影仪中充满着强磁场，该强磁场由于梯度线圈的控制而具有梯度。通过该磁场，原子的核自旋被对齐。在断层造影仪内部存在着发送天线装置，通常是全身发送天线装置，例如鸟笼天线，用于输出磁共振高频脉冲，以便激励原子。
在磁共振检查中，为了接收磁共振响应信号(MR响应信号)通常采用局部线圈，以便接收核自旋弛豫时的脉冲。不同的材料具有不同的弛豫特性，从而由于弛豫特性而可以推导出关于患者身体内部的结论。局部线圈通常被综合为组件，该组件具有通常以导体回路形式的至少一个、但是通常多个接收天线元件。接收的MR响应信号通常还在局部线圈中被前置放大，并且从磁共振设备的中央区域通过电缆被导出并且被传输到MR信号处理设备的屏蔽的接收器。然后，在该MR信号处理设备中将接收的数据数字化并且进一步处理。在许多检查中在患者身上已经布置了多个这样的局部线圈，以便覆盖患者的身体全部区域。
磁共振系统的工作方式是专业人员公知的并且例如在Imaging Systems forMedical Diagnostics，Arnulf Oppelt，Publicis Corporate Publishing，ISBN 3-89578-226-2中被描述。
局部线圈通常被布置在铺在患者身体上面或下面的所谓的局部线圈垫中。此外还有特定形状的局部线圈系统，例如头部线圈、颈部线圈等。目前将信号从局部线圈借助电缆传输到磁共振设备的分析装置。这些电缆是不期望的，因为其不能简单地从患者检查台引导到分析装置，对于人员来说感觉是干扰并且患者检查台与患者和局部线圈垫一起移动并且由此必须宽松地引导电缆。
公知在局部线圈和磁共振系统之间无线数字传输信号的方案。然而，在这种情况下电子组件位于身体线圈的高频场中，例如模数转换器、FPGA、处理器、调制器。这些组件必须避免在频域中落在磁共振系统的拉莫尔频率范围中的信号分量的每个发射。除了直接在拉莫尔频率范围中产生的干扰信号之外，单个地不位于拉莫尔频率范围中、然而其互调产物已经位于拉莫尔频率范围中的多个干扰信号的互调产物属于此。
发明内容
本发明要解决的技术问题是，实现局部线圈系统、磁共振系统和传输方法，它们可以实现在局部线圈系统和磁共振系统之间的无线传输，其中最大程度降低了成像干扰。
用于磁共振系统的按照本发明的局部线圈系统具有：用于采集MR响应信号的至少一个局部线圈，和用于发送信号的至少一个发送装置。局部线圈系统包括至少一个伪随机装置，其被构造用于伪随机地改变信号。伪随机装置特别可以被构造用于，在时间上伪随机地延迟信号和/或伪随机地改变信号信息。
由此避免如在现有技术中有规律地反复的、干扰成像的信号序列。特别地必须避免在频域中落在磁共振系统的拉莫尔频率范围中的信号分量。属于此的特别是周期性的结果，例如有规律地反复的训练序列或帧开始标记。其周期不直接与拉莫尔频率相关。但是尽管如此，在现有技术中耦合到(例如，前端的)低频段是可能的。按照现有技术，通过这样的耦合，会在磁共振图像中形成点干扰或线干扰，其使得这样的成像是不可用的。通过伪随机地改变信号来避免这一点。
这样设计不是用于数据传输的并且位于磁共振系统的检查空间和局部线圈系统内部的模拟电路和数字电路，使得所有产生的信号(例如用于混频过程的高频振荡和数字时钟)，通过与磁共振系统中所有其他周期性过程相关的时钟信号的相关的、整数的频率划分或频率倍增而被产生。按照这种方式所有新产生的信号(这些信号是通过在检查空间内的电路产生的)落在系统中已知的基本时钟的倍数上，这样选择该基本时钟，使得不形成在拉莫尔频率下的信号分量，特别是也不形成谐波和互调产物。拉莫尔频率在3T的磁场的情况下为大约123.2MHz。共同的基本时钟例如可以被这样选择，使得
-ADC的扫描频率与其相同或者是其整数倍，并且
-所有用于频率转换的局部振荡器是其整数倍，并且
-其倍数不落在待接收的原子种类的拉莫尔频率范围中。
基本时钟例如在1.5T或3T的磁场的情况下为2.5MHz。
附加地，在无线数字信号传输中在物理接口上还形成周期性过程，其不一定落在提到的基本时钟的倍数。特别是有规律反复的信号序列看作为干扰的周期性反复的信号，例如还有FPGA中的内部电压电平，其最高位0或1以NCO频率翻转。电压电平虽然相对小(例如1.0V和以下)，然而即使该低电平也是有问题的，因为MRT是非常敏感的测量设备。
此外，形成有规律反复的信号，其为了数据的数字传输被插入到数据流中。例如将恒定的训练序列在一帧的开始为了估计信道脉冲响应和对于接收器侧的均等化插入到传输MR响应信号的数字的数据流中。此外，在无线数字信号传输路径上通常存在帧开始标记，即，具有好的自相关特征的代码，以便能够在时间上找到该帧并且确定一帧的开头和末尾。此外，在数字数据流中可以包含定义了信号流的结构的恒定的元信息，例如头信息。这样的元信息例如可以是从其传输所接收的信号的局部线圈的编号。
伪随机装置可以伪随机地改变这些信号，从而消除周期性并且降低对成像和图像拍摄的干扰。
按照本发明的磁共振系统具有：前面描述的局部线圈系统；被构造用于接收由发送装置接收的信号的接收器；和被构造用于解码所接收的信号的解扰码装置。
在按照本发明的用于将代表了MR响应信号的信号从磁共振系统的局部线圈的发送装置传输到磁共振系统的接收器的方法中，相应地将信号在传输之前伪随机地改变并且在传输之后又解码。
从属权利要求以及以下的描述包含了本发明特别有利的扩展和构造，其中特别是还可以将一个类别的权利要求类似于另一个权利要求类别的从属权利要求来扩展。
局部线圈系统可以具有调制器，其被构造用于，将未调制的信号调制为调制后的信号。发送装置被构造用于，将调制后的信号无线地发送到磁共振系统的接收器。伪随机装置包括第一扰码器装置或通过该扰码器装置构成，其将未调制的信号在由调制器调制之前进行编码。调制器可以是任意的数字调制器，其将高频信号输出到天线。数字调制器例如可以使用正交幅度调制或相位键控。
因此将待传输的数字扫描的MR信号和元信息在调制器之前转换为伪随机二进制序列。该过程也称为扰码(scramblen)。扰码器(Scrambler)的结构是专业人员公知的。扰码器例如可以借助线性反馈的移位寄存器构造。借助扰码器将数字数据流利用码字进行编码。
因此，基于反复的位模式(Bitmustern)的周期性的过程被有效抑制。在此，伪随机比特序列例如可以利用这样的线性反馈移位寄存器来产生，该移位寄存器具有比较长的周期。为了更有效抑制在图像产生时的干扰，还可以使用其他随机序列产生装置，例如所谓的马特赛特旋转(Mersenne-Twister)，其具有非常长的周期，该周期从系统角度来看可以解释为无穷长。
如上所述，在磁共振系统中的接收器中数据流必须在解调制之后又被解码。为此例如可以使用所谓的同步字(Sync-Wort)。
局部线圈系统可以具有模数转换器，其将由局部线圈所采集的MR响应信号转换为数字信号。模数转换器可以具有第二扰码器装置，后者包括伪随机装置或者形成这样的伪随机装置，所述伪随机装置被构造用于，将数字化后的信号在由模数转换器输出之前进行编码。第二扰码器装置可以被构造在与模数转换器同一芯片上。第二扰码器装置和模数转换器可以位于相同壳体内。由此可以从一开始就避免周期性出现的数字信号。第二扰码器装置例如可以直接与模数转换器耦合。第二扰码器装置也可以与模数转换器集成地构造。可以理解的是，MR响应信号在通过模拟转换器转换到数字信号之前可以通过模拟放大器放大。
数字信号在由其他组件、例如FPGA进一步处理之前被转换为伪随机信号。
伪随机装置可以与信道估计装置和/或与帧开始码产生装置进行耦合。伪随机装置可以被构造用于，指示信道估计装置和/或帧开始码产生装置，交替地输出训练序列、相关序列、信道估计信号和/或帧开始码。替换地或附加地，伪随机装置被构造用于，指示信道估计装置和/或帧开始码产生装置，按照伪随机的时刻输出训练序列、相关序列、信道估计信号和/或帧开始码。
按照本发明的局部线圈系统使用交替的训练序列和相关序列用于信道估计和帧开始标记或帧开始识别。训练序列和相关序列可以被伪随机地产生或者伪随机地从训练序列和相关序列的预定组中选择。
可以理解的是，磁共振系统的接收器或解扰码装置必须已知分别使用的训练序列或相关序列。为此，接收器或解扰码装置还可以具有这样的伪随机装置，其产生相同的伪随机训练序列、相关序列、信道估计信号和/或帧开始码。此外局部线圈系统可以向接收器传输信息，在哪个时刻接收训练序列、相关序列、信道估计信号和/或帧开始码。例如发送侧的伪随机装置产生一个代码，该代码被传输到接收侧的伪随机装置，其中接收侧的伪随机装置确定，要如何解码所接收的训练序列，并且特别是确定，要接收哪个训练序列、哪个相关序列、哪个信道估计信号和/或哪个帧码。此外，发送侧的伪随机装置可以传输一个代码，该代码通知接收侧的伪随机装置，在哪个伪随机时刻传输下一个信号、特别是下一个训练序列、下一个相关序列、下一个信道估计信号和/或下一个帧开始码。
在一个信道上对于训练序列和帧开始序列保留的时间段不一定必须设置在每帧之前，而是可以伪随机地在一帧之前采用训练序列和帧开始序列。训练和帧开始序列可以仅偶尔地存在、部分地省略或对于一帧多次使用。按照这种方式，即使在恒定的训练序列的情况下也可以避免周期性。祯率可以被规定为上面提到的MR基本时钟的倍数。
发送装置可以具有载频发生器，后者与伪随机装置这样耦合，使得伪随机装置将载频发生器的载频伪随机地改变或将载波信号伪随机地交替。在此，通过载波信号的伪随机序列实现信号扩展(Signalspreizung)。为了改变载波信号可以使用电压控制振荡器(VCO)。磁共振系统中的接收器可以具有比较大的带宽，从而其可以接收所有由局部线圈系统发送的信号。还可以在传输的数据流中存储一条信息，该信息规定，在哪个时刻使用哪个频率用于发送。该信息可以在接收侧被分析，以便接收具有相应载频的信号。
伪随机装置、第一扰码器装置和/或第二扰码器装置优选可以具有自同步的扰码器装置或形成这样的扰码器装置。这些扰码器也称为倍增扰码器(multiplikative Scrambler)。在自同步的扰码器中不需要外部的同步机制和同步字。由此系统在没有时钟或同步时也不会工作。
相应地，优选地这样构造磁共振系统的接收器的解扰码器装置，使得其解码利用自同步的扰码器装置编码的信号。解扰码器装置可以是自同步的或倍增解扰码器装置。
伪随机装置可以被构造为格雷码(Gray)计数器。这样的计数器的特征是，在加或减值“1”时仅一个比特或多或少随机地改变其状态。由此计数器的所有比特以相同时钟相位偏移地更替其状态，该时钟可以这样被选择，使得其重新是MR基本时钟的整数倍。
还可以使用具有固定字长的伪随机数发生器作为计数器。可以将每个一次所确定的随机数与所确定的数字值或计数器值对应。可以将该所确定的对应存储在表格中。
局部线圈系统可以具有延迟装置，其被构造用于，延迟至少一个控制信号。该延迟装置由伪随机装置控制，以便将至少一个控制信号或时钟信号伪随机地延长。低频的、周期性出现的控制信号因此可以在任意出现时伪随机地延迟一个时钟，以便避免周期性。如果用于对数据处理定时钟节拍的多个控制信号在局部线圈系统中被利用伪随机延迟或伪随机跳动(Jitter)定时钟节拍，则该构造是特别有利的。数据因此按照不规则的时间顺序通过在局部线圈系统中的数字电路被处理，由此避免或至少强烈衰减周期性。控制信号的表达还包括时钟信号。
局部线圈系统可以具有间隙产生装置，其被构造用于，在数据流中产生间隙，并且其由伪随机装置控制，以便产生数据流中的伪随机的间隙。在从局部线圈系统到磁共振系统的数字传输信道上的比特率可以这样选择，使得其是MR基本时钟的整数倍，即，其例如是2.5MHz的整数倍。此外，优选地这样选择在局部线圈系统和磁共振系统之间的数字传输信道的比特率，使得其高于为传输预计的局部线圈信号最小所需比特率。如果从局部线圈系统到磁共振系统的传输信道上的比特率高于所需，则在该信道上传输的数据流可以具有间隙。通过间隙产生装置如上所述将间隙在数据流中在时间上伪随机地布置，并且由此避免了间隙的周期性和MR基本时钟的格栅外的周期性。
附图说明
接下来借助非限制性的实施方式来描述本发明。其中，
图1示出了具有按照本发明的MR接收系统的实施例的计算机断层造影系统的实施例的示意图；
图2示出了对于局部线圈系统的按照本发明的线路装置的框图，
图3示出了磁共振系统的接收器的框图。
具体实施方式
图1示出了磁共振系统1的简要原理框图。该磁共振系统1的核心块是商业上通常的断层造影仪2，也称为扫描仪2，在该断层造影仪中将(未示出的)患者在卧榻5上定位于圆柱形测量空间4中。在断层造影仪2内部具有全身发送天线装置3、例如鸟笼天线，用于发送磁共振高频线圈。
在按照图1的实施例中MR接收系统20包括具有多个局部线圈LC1，...，LCn的局部线圈装置30以及传输信号接收组件40。局部线圈装置30如图1中所示被布置在磁共振系统1的断层造影仪或者说扫描仪的测量空间4中，而传输信号接收组件40被定位于磁共振系统1的所属的控制装置6中。
MR信号处理装置11也是该控制装置6的部分。但是在此要强调指出，系统是可以任意缩放的，即，在MR接收系统20的相应构造中可以操作MR信号处理装置11的任意数量的物理输入端。
断层造影仪2由控制装置6控制。在控制装置6上经由终端接口13连接了终端15(或操作控制台)，经过该终端，操作者可以操作控制装置6和由此可以操作断层造影仪2。控制装置6经过断层造影仪控制接口8和图像获取接口9与断层造影仪2相连。经由断层造影仪控制接口8，将合适的控制命令经过序列控制单元10基于扫描协议输出到断层造影仪2，由此发送期望的脉冲序列，即，用于产生期望的磁场的、高频脉冲和对于(未示出的)梯度线圈的梯度脉冲。经由图像数据获取接口9获取原始数据，即，读出接收的MR响应信号。控制装置6还具有大容量存储器7，在该大容量存储器中例如可以存储产生的图像数据并且可以存储测量协议(Messprotokelle)。
另一个接口14用于连接到通信网络17，该通信网络例如与图像信息系统(PACS，Picture Archiving and Communication System影像归档和通信系统)相连或者提供用于外部的数据存储器的连接可能性。
控制装置6以及终端15都还可以是断层造影仪2的集成的组成部分。整个磁共振系统1此外还具有所有其他通用的组件或特征，然而为了清楚起见在图1中没有示出。
为接收磁共振响应信号，扫描仪2中存在着具有多个局部线圈LC1，...，LCn的局部线圈装置30，所述局部线圈又经由无线接口与图像获取接口9的传输信号接收组件40相连。在MR信号处理装置11中，将所接收的信号进一步处理并且然后传输到图像重建单元12，后者以通常的方式从中产生所期望的磁共振图像数据。所述磁共振图像数据可以存储在存储器7中或者至少部分地输出到操作终端15或者经过网络17传输到其他组件，诸如诊断站或大容量存储器。
能量/指令发送装置28连接到断层造影仪控制接口8，该能量/指令发送装置向局部线圈LC1，...，LCn无线地传输能量和指令。局部线圈装置LC1，...，LCn包括能量/指令接收装置29，后者接收无线发送的能量和无线发送的指令。能量和指令被进一步传输到局部线圈控制装置22。局部线圈控制装置22对局部线圈LC1，...，LCn供应能量并且控制这些局部线圈。由局部线圈接收的MR信号由局部线圈控制装置22传输到局部线圈发送装置系统24，在那里所述MR信号经过局部线圈发送天线系统26被发送到接收天线32。由接收天线32接收的信号通过接收器33被预处理并且被传输到传输信号接收组件40。
现在参考图2，图2示出了用于无线发送由局部线圈LC1，...，LCn所获取的MR响应信号的线路装置100。可以理解的是，线路装置100的单个组件可以任意分布到离散的组件上，并且可以按照任意方式构造为集成的电路或通过多个集成的电路构造。
由局部线圈LC1，...，LCn输出的信号在被传输到模数转换器组件104之前可以在放大器102中被放大。模数转换器组件包括模数转换器106，其将局部线圈的模拟信号转换为数字信号。在模数转换器上连接了扰码器108，其将模数转换器106的数字信号按照伪随机顺序编码。优选地，第一扰码器108是自同步的或倍增扰码器。每个局部线圈LC1，...，LCn可以与可选的放大器102和模数转换器组件104对应。
因为由模数转换器组件输出的信号通过第一扰码器108被转换为伪随机序列，所以避免了会干扰成像的任何周期性。
数字信号被传输到信号处理装置110，后者具有：数字组件112、114，时钟产生装置116，延迟装置118，和格雷码(Gray)计数器122。数字组件112、114处理数字信号。数字组件112、114例如可以分别通过一个FPGA构成。时钟产生装置116可以规定控制时钟，后者控制数字组件112、114和格雷码计数器122的工作方式。延迟装置118伪随机地延迟这些控制信号，例如由时钟产生装置116产生的时钟信号。通过与延迟装置118耦合的第一伪随机装置120产生控制信号的伪随机延迟的度量。第一伪随机装置120可以与这里示出的不同也位于信号处理装置110内部。因为控制信号(例如时钟信号)被伪随机地延迟，所以避免了由于控制信号引起的周期性的干扰和从中所产生的通过数据信号、例如寄存器的内容的周期性的改变所引起的干扰。时钟产生装置116产生具有是磁共振系统的基本时钟的整数倍频率的时钟信号。磁共振系统的时钟例如可以是2.5MHz。时钟产生装置116可以为线路装置的所有组件提供控制信号或时钟信号。延迟装置118可以延迟对于线路装置100的所有组件的控制信号或时钟信号。
因为时钟信号是MR基本时钟的整数倍，所以避免了由于时钟信号或控制信号引起的对成像的干扰。
由信号处理装置110输出的信号被馈入到第二扰码器124，后者将馈入的信号转换到伪随机序列。优选地，第二扰码器是自同步的扰码器，例如倍增扰码器，其不必与接收器侧的扰码器同步，由此可以恢复初始的信号。
因此，可以借助线性反馈的移位寄存器来构造扰码器。但是，扰码器的构造是专业人员公知的并且因此不进一步解释。
如前面所述，为了传输由第二扰码器124输出的数字信号，使用是MR基本时钟的倍数的比特率。该时钟可以同样如上所述由共同的时钟源、例如时钟产生装置116来产生，并且相关地由线路装置100的所有组件使用。但是，该时钟不适合于作为用于采用前向校正方法的祯率(Framerate)。MR信号的源比特率可以为120MHz(2.5MHz的48倍)。在局部线圈发送天线26和接收天线32之间的传输信道上的比特率例如可以为160MHz(2.5MHz的64倍)。在四元调制(例如4-QAM)中符号率因此为80MHz(2.5MHz的32倍)。因此，在编码装置126中MR信号的比特率从120MHz调整到160MHz的传输信道的比特率。此外，在由数字传输信道传输的数据流中插入间隙。这些间隙同样通过间隙产生装置127伪随机地产生。间隙产生装置127与第二伪随机装置128耦合，该第二伪随机装置可以规定间隙的时刻和/或持续时间。
编码装置126可以使用里德所罗门码(Reed-Solomon-Code)。因此，产生20MHz(2.5MHz的8倍)的符号率。可以这样设置里德所罗门码，使得其在经过数字信道被无线传输的数据流中给出间隙。间隙的该时刻和/或持续时间可以如上所述那样伪随机地改变。通过这些措施也可以避免由于周期性带来的对成像的干扰。
然后，数字的数据流被馈入到信道估计装置130。信道估计装置产生信号序列、训练序列和/或相关序列，利用它们可以估计在局部线圈发送装置24和接收器之间的数字信道。这些信号通常被周期性地给出。信道估计装置130与第三伪随机装置132耦合，后者指示信道估计装置，随机地选择用于估计信道的信号序列、训练序列和/或相关序列。此外，第三伪随机装置132指示信道估计装置130，在伪随机的时刻输出信号序列、训练序列和/或相关序列。通过该实施方式可以避免其他周期性出现的信号。因此，成像不会受到周期性出现的信号的干扰。
在信号流中还存在帧开始码产生装置131，其与第四伪随机装置133耦合。帧开始码产生装置在每个帧之前或在预定数量的帧之后插入开始标记，从而接收器可以识别，接收了新的帧或新的帧系列。第四伪随机装置这样控制帧开始码产生装置，使得伪随机地输出不同的帧开始码和/或在伪随机的时刻输出帧开始码。通过该实施方式也可以避免信号的可能的周期性，由此可以避免对成像的干扰。
信号流最后被馈入到调制器134，后者产生高频信号，该高频信号由局部线圈发送天线26发送到接收器33。调制器134与电压控制振荡器(VCO)136耦合，后者根据电压输出高频信号。将由电压控制振荡器136所输出的高频信号作为载波信号使用。电压控制振荡器136与第五伪随机装置138耦合，后者伪随机地将电压值输出到电压控制振荡器136。因此，电压控制振荡器136输出具有伪随机的频率的高频信号。由此调制器134的载频伪随机地振荡，因为以伪随机的高频馈入调制器134。通过该信号扩展(Signalspreizung)也可以避免会干扰成像的周期性。
图3示出了用于断层造影系统的按照本发明的接收器33，其可以接收并解码通过线路装置100编码后的信号。接收器33与接收数字的高频信号的接收天线32耦合。数字的高频信号在解调器202中被转换为低频数字信号。在第一解扰码器204中将信号解码。在与第一解扰码器204耦合的分析装置206中将为了无线传输信息所需的元信息和全部信息去除。第二解扰码器208又产生初始的数字值，其已经通过第一扰码器108编码。因此可以恢复初始的MR响应信号信息，尽管信号在局部线圈装置100中被这样处理，使得尽可能避免周期性反复的信号。优选地，第一解扰码器204和第二解扰码器208是自同步的解扰码器。
如所举的例子所示那样，利用本发明实现了一种局部线圈系统和一种磁共振系统，其中接收的MR信号无线地从局部线圈系统被传输到磁共振系统，其中局部线圈系统这样设置，使得避免了周期性的信号序列，由此避免了对成像的干扰。
最后还要再次指出，前面描述的详细方法和构造是实施例，并且基本原理也可以在宽的范围由专业人员改变，只要不脱离由权利要求规定的本发明范围。为完整性起见还要指出，不定冠词“一”以及“一个”的使用不排除，涉及的特征也可以多重存在。同样“单元”的概念不排除，该单元由多个组件组成，所述多个组件必要时也可以是在空间上分布的。
附图标记列表
1 磁共振系统
2 断层造影仪
3 全身发送天线装置
4 测量空间
5 卧榻
6 控制装置
7 大容量存储器
8 断层造影仪控制接口
9 图像获取接口
10 序列控制单元
11 MR信号处理装置
13 终端接口
14 接口
15 终端
17 通信网络
20 MR接收系统
22 局部线圈控制装置
24 局部线圈发送装置
26 局部线圈发送天线
28 能量/指令发送装置
29 能量/指令接收装置
30 局部线圈装置
32 接收天线
33 接收器
40 传输信号接收组件
100 局部线圈系统
102 放大器
104 模数转换器组件
106 模数转换器
108 第一扰码器
110 信号处理装置
112 数字组件
114 数字组件
116 时钟产生装置
118 延迟装置
120 第一伪随机装置
122 格雷码计数器
124 第二扰码器
126 编码装置
127 间隙产生装置
128 第二伪随机装置
130 信道估计装置
131 帧开始码产生装置
132 第三伪随机装置
134 调制器
136 振荡器
138 第五伪随机装置
202 解调器
204 第一解扰码器
206 分析装置
208 第二解扰码器
LC1，...，LCn 局部线圈

Claims (13)

1.一种用于磁共振系统(1)的局部线圈系统(100)，具有
-用于采集MR响应信号的局部线圈(LC1，...，LCn)；和
-用于发送信号的发送装置(24)，
具有至少一个伪随机装置(108，120，122，124，128，132，133，138)，其被构造用于伪随机地改变信号。
2.根据权利要求1所述的局部线圈系统(100)，其特征在于，所述伪随机装置(108，120，122，124，128，132，133，138)被构造用于，在时间上伪随机地延迟信号和/或伪随机地改变信号信息。
3.根据权利要求1或2所述的局部线圈系统(100)，其特征在于调制器(134)，其被构造用于，将未调制的信号调制为调制后的信号，其中所述发送装置(24)被构造用于，将调制后的信号无线地发送到磁共振系统(1，100)的接收器(32)，并且所述伪随机装置包括第一扰码器装置(124)，后者将未调制的信号在由所述调制器(134)调制之前进行编码。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的局部线圈系统(100)，其特征在于模数转换器(104)，其将由所述局部线圈采集的MR响应信号转换为数字信号，其中，所述模数转换器(104)具有第二扰码器装置(108)，后者包括伪随机装置并且被构造用于，将数字化后的信号在由所述模数转换器(104)输出之前进行编码。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的局部线圈系统(100)，其特征在于，所述伪随机装置(132，133)与信道估计装置(130)和/或与帧开始码产生装置(131)耦合，其中，所述伪随机装置(132，133)被构造用于，指示所述信道估计装置(130)和/或所述帧开始码产生装置(131)，交替地输出训练序列、相关序列、信道估计信号和/或帧开始码；和/或被构造用于，指示所述信道估计装置(130)和/或所述帧开始码产生装置(131)，在伪随机的时刻输出训练序列、相关序列、信道估计信号和/或帧开始码。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的局部线圈系统(100)，其特征在于，所述发送装置具有载频发生器(136)，其与伪随机装置(138)这样耦合，使得所述伪随机装置将所述载频发生器(136)的载频伪随机地改变。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的局部线圈系统(100)，其特征在于，所述伪随机装置(120，128，132，133，138)、第一扰码器装置(124)和/或第二扰码器装置(108)具有自同步的扰码器装置。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的局部线圈系统(100)，其特征在于，所述伪随机装置(122)被构造为格雷码计数器。
9.根据权利要求1至8中任一项所述的局部线圈系统(100)，其特征在于延迟装置(118)，其被构造用于，延迟至少一个控制信号，并且所述延迟装置由伪随机装置(120)控制，以便将至少一个控制信号伪随机地延长。
10.根据权利要求1至9中任一项所述的局部线圈系统(100)，其特征在于间隙产生装置(127)，其被构造用于，在数据流中产生间隙，并且其由伪随机装置(128)控制，以便在数据流中产生伪随机的间隙。
11.一种磁共振系统(1)，具有
-按照权利要求1至10中任一项所述的局部线圈系统(100)
-接收器(32)，其被构造用于接收由发送装置(20，100)所接收的信号，和
-至少一个解扰码器装置(204，208)，其被构造用于，对所接收的信号进行解码。
12.根据权利要求11所述的磁共振系统(1)，其特征在于，这样构造所述解扰码器装置(204，208)，使得其利用自同步的扰码器装置(108，120，122，124，128，132，133，138)所编码的信号进行解码。
13.一种用于将代表了MR响应信号的信号从磁共振系统(1)的局部线圈(LC1，...，LCn)的发送装置(24)传输到磁共振系统(1)的接收器(32)的方法，其中，所述信号在传输之前被伪随机地改变并且在传输之后又被解码。
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Cited By (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104688225A (zh) * 2013-12-10 2015-06-10 西门子公司 在采集多个局部线圈的接收天线的接收信号时的信号选择
CN108802642A (zh) * 2017-05-05 2018-11-13 西门子保健有限责任公司 用于局部线圈的非对称总线接口的设备和方法
CN108828479A (zh) * 2017-04-12 2018-11-16 西门子保健有限责任公司 用于在空转的磁共振接收链中恢复时间比例的设备和方法
CN110837069A (zh) * 2018-08-16 2020-02-25 西门子医疗有限公司 局部线圈和用于无线能量传输的系统
CN111214230A (zh) * 2018-11-27 2020-06-02 西门子医疗有限公司 导频音标记
CN111417863A (zh) * 2017-11-27 2020-07-14 皇家飞利浦有限公司 无线线圈中的网格网络
CN112083367A (zh) * 2019-06-13 2020-12-15 西门子医疗有限公司 导频音设备、磁共振断层成像设备和运行方法
CN112596012A (zh) * 2019-10-02 2021-04-02 西门子医疗有限公司 具有用于检测与线路相关联的干扰的传感器的线路
CN112821895A (zh) * 2021-04-16 2021-05-18 成都戎星科技有限公司 一种实现信号高误码率下的编码识别方法

Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TWI680649B (zh) * 2018-08-30 2019-12-21 富達通科技股份有限公司 用於訊號處理電路之解碼方法及其訊號處理電路
JP6100105B2 (ja) * 2013-06-21 2017-03-22 東芝メディカルシステムズ株式会社 磁気共鳴イメージング装置
JP6268402B2 (ja) * 2014-07-24 2018-01-31 日本電子株式会社 磁気共鳴測定装置
DE102014226676B3 (de) * 2014-12-19 2016-04-07 Siemens Aktiengesellschaft Architektur zur kaskadierten Signalauswahl und Signal-Konzentration und/oder Reduktion von digitalen Empfangsdaten durch Dezimation und Kanalvorauswahl
EP3441780A1 (de) * 2017-08-09 2019-02-13 Siemens Healthcare GmbH Mantelwellensperrenfreie anschlussleitung und magnetresonanztomograph mit anschlussleitung
EP3480616A1 (de) * 2017-11-06 2019-05-08 Siemens Healthcare GmbH Magnetresonanz-system und verfahren zum übertragen von steuerdaten an eine digitale steuereinrichtung eines magnetresonanz-systems
CN112014780B (zh) * 2019-05-31 2023-06-27 西门子(深圳)磁共振有限公司 局部线圈及磁共振成像系统

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1177238A (zh) * 1996-08-15 1998-03-25 北方电信有限公司 减少由断续发送无线发射机引起的对电子设备干扰的系统
CN1252189A (zh) * 1997-03-04 2000-05-03 夸尔柯姆股份有限公司 带有分布发射机的多用户通信系统体系结构
CN1257414A (zh) * 1997-05-23 2000-06-21 外科器械股份有限公司 由mri引导的治疗装置和方法
CN1593018A (zh) * 2001-09-18 2005-03-09 韩国电子通信研究院 数字通信方法与系统
US7333727B2 (en) * 2001-07-27 2008-02-19 Thales Reconfigurable, multi-user communications network, with low latency time
US20100117643A1 (en) * 2008-11-12 2010-05-13 Anthony Peter Hulbert Upconversion stage
US20100253331A1 (en) * 2009-04-03 2010-10-07 Case Western Reserve University Dynamically selectively configuring wireless transmitter associated with mri detector coil

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6297637B1 (en) 1998-12-29 2001-10-02 Siemens Aktiengesellschaft High-frequency receiver, particularly for a nuclear magnetic resonance apparatus
DE19911988C2 (de) * 1999-03-17 2003-07-31 Siemens Ag Medizinische Magnetresonanzanlage
EP1771745A1 (en) 2004-07-15 2007-04-11 Koninklijke Philips Electronics N.V. Wireless mr receiving coil system
DE102005022551B4 (de) 2005-05-17 2010-02-11 Siemens Ag Verfahren zum Durchführen einer Magnetresonanzuntersuchung, Magnetresonanzgerät und Array zum Empfangen von Magnetresonanzsignalen
KR20090014355A (ko) 2006-05-25 2009-02-10 코닌클리케 필립스 일렉트로닉스 엔.브이. 채널 평가를 수반하는 ｍｒｉ 시스템에서의 초광대역 무선 전송
WO2008155703A1 (en) 2007-06-19 2008-12-24 Koninklijke Philips Electronics N.V. Mri radio frequency receiver comprising digital down converter
DE102007056223A1 (de) * 2007-11-22 2009-05-28 Siemens Ag Anordnung zur Übertragung digitaler Signale bei einem Magnetresonanzgerät
JP6188268B2 (ja) 2007-12-21 2017-08-30 コーニンクレッカ フィリップス エヌ ヴェＫｏｎｉｎｋｌｉｊｋｅ Ｐｈｉｌｉｐｓ Ｎ．Ｖ． ワイヤレス送受信ｍｒｉコイル
DE102010013683B4 (de) * 2010-04-01 2012-10-31 Siemens Aktiengesellschaft EMI Reduktion mit spezieller Codierung von Counter-Signalen

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1177238A (zh) * 1996-08-15 1998-03-25 北方电信有限公司 减少由断续发送无线发射机引起的对电子设备干扰的系统
CN1252189A (zh) * 1997-03-04 2000-05-03 夸尔柯姆股份有限公司 带有分布发射机的多用户通信系统体系结构
CN1257414A (zh) * 1997-05-23 2000-06-21 外科器械股份有限公司 由mri引导的治疗装置和方法
US7333727B2 (en) * 2001-07-27 2008-02-19 Thales Reconfigurable, multi-user communications network, with low latency time
CN1593018A (zh) * 2001-09-18 2005-03-09 韩国电子通信研究院 数字通信方法与系统
US20100117643A1 (en) * 2008-11-12 2010-05-13 Anthony Peter Hulbert Upconversion stage
US20100253331A1 (en) * 2009-04-03 2010-10-07 Case Western Reserve University Dynamically selectively configuring wireless transmitter associated with mri detector coil

Cited By (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104688225B (zh) * 2013-12-10 2021-11-05 西门子公司 在采集多个局部线圈的接收天线的接收信号时的信号选择
US10082552B2 (en) 2013-12-10 2018-09-25 Siemens Aktiengesellschaft Signal selection of received signals in MRI local reception antennas utilizing metadata and analog-digital (A/D) converter chips
CN104688225A (zh) * 2013-12-10 2015-06-10 西门子公司 在采集多个局部线圈的接收天线的接收信号时的信号选择
CN108828479A (zh) * 2017-04-12 2018-11-16 西门子保健有限责任公司 用于在空转的磁共振接收链中恢复时间比例的设备和方法
CN108828479B (zh) * 2017-04-12 2022-02-25 西门子保健有限责任公司 用于在空转的磁共振接收链中恢复时间比例的设备和方法
CN108802642A (zh) * 2017-05-05 2018-11-13 西门子保健有限责任公司 用于局部线圈的非对称总线接口的设备和方法
US10794972B2 (en) 2017-05-05 2020-10-06 Siemens Healthcare Gmbh Device and method for an asymmetrical bus interface for a local coil
CN111417863B (zh) * 2017-11-27 2024-04-16 皇家飞利浦有限公司 无线磁共振线圈装置、无线磁共振信号接收系统及方法
CN111417863A (zh) * 2017-11-27 2020-07-14 皇家飞利浦有限公司 无线线圈中的网格网络
CN110837069A (zh) * 2018-08-16 2020-02-25 西门子医疗有限公司 局部线圈和用于无线能量传输的系统
CN111214230B (zh) * 2018-11-27 2023-10-20 西门子医疗有限公司 导频音标记
CN111214230A (zh) * 2018-11-27 2020-06-02 西门子医疗有限公司 导频音标记
CN112083367A (zh) * 2019-06-13 2020-12-15 西门子医疗有限公司 导频音设备、磁共振断层成像设备和运行方法
CN112083367B (zh) * 2019-06-13 2023-11-03 西门子医疗有限公司 导频音设备、磁共振断层成像设备和运行方法
CN112596012A (zh) * 2019-10-02 2021-04-02 西门子医疗有限公司 具有用于检测与线路相关联的干扰的传感器的线路
CN112821895A (zh) * 2021-04-16 2021-05-18 成都戎星科技有限公司 一种实现信号高误码率下的编码识别方法

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