Die Vorverstärkerentkopplung in der Magnetresonanztomographie

Abstract

Es wurde ein einfaches Konzept für die Entkopplung von Empfangsspulen in der Magnetresonanztomographie beschrieben, das es ermöglicht, die maximale Stromunterdrückung für jegliche Art Verstärker zu finden. Die neue Formulierung verdeutlicht, welche Komponenten beim Entwurf einer solchen Schaltung wichtig sind und unterscheidet sich damit von der ursprünglichen Darstellung [P. B. Roemer, W. A. Edelstein, C. E. Hayes, S. P. Souza, and O. M. Mueller. The NMR Phased Array. Magnetic Resonance in Medicine, 16(2):192-225, 1990]. Dies wurde in Experiment I nachgewiesen. Zusätzlich lässt sich mittels dieser neuen Darstellung ein Qualitätsparameter definieren, der die Stromminimierung charakterisiert und damit vergleichbar macht. Die vereinfachte Darstellung macht auch ein vielfach beobachtetes Phänomen leicht erklärbar. Durch die Vorverstärkerentkopplung wird der Strom am Übergang A/B minimiert, aber die Spannung wird maximiert. Gerade für dicht gepackte Spulenarrays oder benachbarte Spulen, die mit einem "magic overlap" entkoppelt wurden, ist dies problematisch. Diese Methode verringert zwar die magnetische Kopplung, hat aber parasitäre Kopplungskapazitäten zur Folge. Durch die Maximierung der Spannung wird der Signalübertrag über diesen Koppelpfad erhöht. Eine Kombination beider Methoden sollte deshalb vermieden werden. Diese Schlussfolgerung steht im Einklang mit den Beobachtungen anderer Forschungsgruppen [R. F. Lee, R. O. Giaquinto, and C. J. Hardy. Coupling and decoupling theory and its application to the mri phased array. Magnetic Resonance in Medicine, 48(1):203-213, 2002; D. Zanche, Nordmeyer-Massner, Brunner, and Pruessmann. Noise correlation and coupling mechanisms: a comparison of overlapped and non-overlapped surface coils at 3T. In ISMRM, 2008]. Außerdem wurde analytisch und experimentell eine besondere Eigenschaft dieser Schaltung nachgewiesen - ihre Stabilität gegenüber Beladungsänderung der Spule.