NL8701195A - M.r.i.-inrichting met digitale zender/ontvanger. - Google Patents

Description

φ κ

A

ΡΗΗ 12.134 1 N.V. Philips' Gloeilampenfabrieken te Eindhoven M.R.I.-inrichting met digitale zender/ontvanger.

De uitvinding heeft betrekking op een magnetisch resonantie-inrichting met een magneetstelsel voor het opwekken van een stationair homogeen magneetveld en voor het opwekken van magnetische gradiëntvelden, met een h.f.-zender en ontvanger voor het opwekken en 5 detekteren van magnetische resonantiesignalen en een verwerkings- en besturingsinrichting voor het verwerken van de gedetekteerde resonantiesignalen, voor het besturen van de h.f.-zender en ontvanger en van het magneetstelsel, waarbij de zender een zendsignaal opwekt waarvan de zendfrekwentie afwijkt van de frekwentie van een aan de ontvanger toe 10 te voeren referentiesignaal voor het demoduleren van een met het zendsignaal opgewekt resonantiesignaal, waarbij in een bemonsteringsschakeling is voorzien voor het bemonsteren van het gedemoduleerde resonantiesignaal.

Een dergelijke inrichting is bekend uit de Europese 15 octrooiaanvrage 0 165 057. In de genoemde Europese octrooiaanvrage is het belang van een betrouwbare en nauwkeurig funktionerende h.f.-zender en ontvanger beschreven. In de octrooiaanvrage is ook beschreven hoe de nauwkeurigheid van de h.f.-zender kan worden verbeterd door het modulatiesignaal waarmee de draaggolf wordt gemoduleerd met behulp van 20 digitale schakeltechnieken op te wekken. Echter de h.f.-ontvanger heeft nog steeds last van drift- en off-set-problemen, daar aangenomen mag worden dat deze de voor MRI toepassingen een gebruikelijke kwadratuurdetektie-inrichting bevat. Drift- en offsetproblemen geven in het uiteindelijk te rekonstrueren beeld ongewenste effekten zoals 25 streepjespatronen, grijsniveauverschuiving enzovoort.

Het is het doel van de uitvinding om in een magnetisch resonantie-inrichting te voorzien, waarin een h.f.-zender/ontvanger is toegepast welke: lagere afregelkosten heeft, eenvoudig te bedienen is, goedkoper te produceren is, een veel grotere reproduceerbaarheid heeft 30 en geen ongewenste effekten in een te rekonstrueren beeld veroorzaakt.

Een magnetisch resonantie-inrichting volgens de uitvinding heeft daartoe tot kenmerk, dat gedurende het ingeschakeld 8701195 *

X

PHN 12.134 2 zijn van de ontvanger voor het ontvangen van een met de zendfrekwentie opgewekt resonantiesignaal het zendsignaal een van de zendfrekwentie afwijkende frekwentie heeft, waarbij het aan de ontvanger toegevoerde referentiesignaal een frekwentie heeft zodanig dat de frekwentieband van 5 het gedemoduleerde en bemonsterde resonantiesignaal eenzijdig ten opzichte van de frekwentie nul Hertz bevindt, waarbij verder in middelen is voorzien voor het behouden van een fase-informatie van de resonantiesignalen in de opeenvolgende meetsekwenties.

Bij de magnetisch resonantie-inrichting is door het 10 steeds bij omschakelen van zenden naar ontvangen verspringen in de zendfrekwentie en door de maatregelen dat de na bemonstering beschikbaar gekomen eenzijdig ten opzichte van de 0 Hz liggende frekwentieband van het resonantiesignaal bereikt, dat in de zender/ontvanger geen overspraak plaatsvindt van zendsignaal naar ontvangstsignaal, daar het 15 zendsignaal op een andere frekwentie is gezet, en dat in de te verwerken frekwentieband de zeer lage frekwenties rond de 0 Hz en de 0 Hz zelf niet voorkomen. Het gevolg van beide maatregelen is, dat er geen off set-of driftproblemen zijn. Ook de gevoeligheid van het 0 Hz signaal, dat bij de stand van de techniek door overspraak een grijsverschuiving in 20 het gerekonstrueerde beeld veroorzaakt, is geëlimineerd.

De magnetisch resonantie-inrichting volgens de uitvinding is voorzien van middelen voor het behouden van faseinformatie van de resontiesignalen in de opeenvolgende meetsequenties. Bij reconstructie van een verdeling van kernspinmagnetisatie in een deel van een object 25 wordt er vanuit gegaan dat de in de verschillende meetsequenties opgewekte resonantiesignalen op een bepaald tijdstip in de meetsequentie (bijvoorbeeld het echomoment bij kernspinechotechniek) steeds dezelfde fase hebben (afgezien van bewust aangebrachte faseverschillen door bijvoorbeeld gradient velden). Door het toepassen van bijvoorbeeld een 30 triggerpuls voor het starten van een meetcyclus, die is afgeleid uit de fase van een signaal uit een digitale frequentiesynthesizer, dat met een signaal van een oscillator met phased locked loop wordt gemengd om een zendsignaal te genereren, is het behouden van faseinformatie mogelijk.

Ook is het mogelijk om uit stuursignalen, die een besturings- en 35 regeleenheid gebruikt om een digitale frequentiesynthesizer in te stellen (frequentie- en fase stuursignalen), fase informatie af te leiden door bijvoorbeeld de besturings- en regeleenheid, waarbij de 870 1 1 9 5 « Λ ΡΗΝ 12.134 3 faseinformatie in de ontvanger wordt gebruikt om een noodzakelijke fasecorrectie uit te voeren.

Een uitvoeringsvoorbeeld van een magnetisch resonantie-inrichting volgens de uitvinding heeft het kenmerk, dat de h.f.-5 zender/ontvanger een hybride zender/ontvanger is, waarbij de zender behalve een digitale frekwentiesynthesizer bevat: een digitaal-analoog-omzetter en een zendfrekwentiemengtrap en een hoogfrekwent vermogensversterker, die in serie op elkaar zijn aangesloten, waarbij de ontvanger een voorversterker, een ontvangstfrekwentiemengtrap en een 10 analoog-digitaal-omzetter bevat, waarbij de zendfrekwentiemengtrap op een uitgang van een oscillator met faseregelkring is aangesloten en de ontvangstfrekwentiemengtrap hetzij op de uitgang van de oscillator met faseregelkring hetzij op de uitgang van de zendfrekwentiemengtap is aangesloten. Bij het magnetisch resonantie-apparaat volgens de 15 uitvinding zijn de analoge delen van de digitale zender en ontvanger tot een minimum beperkt, waardoor er lagere afregelkosten zullen zijn (namelijk nihil voor het digitale deel), de zender en ontvanger op eenvoudiger wijze te testen zijn waarbij deze tests automatiseerbaar zijn waardoor de testkosten gereduceerd worden. Verder zullen de 20 produktiekosten lager zijn en zullen de opgewekte hoogfrekwentsignalen steeds met een grote nauwkeurigheid reproduceerbaar te verwerken zijn.

De uitvinding zal worden toegelicht aan de hand van in een tekening weergegeven figuren, in welke tekening figuur 1 een kernspinresonantie-apparaat volgens de • 25 uitvinding weergeeft, figuur 2 een digitale zender/ontvanger volgens de uitvinding weergeeft, en figuren 3 en 4 de digitale zender respektievelijk ontvanger uit figuur 2 meer in detail weergeven.

30 De in figuur 1 weergegeven kernspinresonantie-inrichting bevat een magneetstelsel 10 voor het opwekken van een stationair homogeen magneetveld en voor het opwekken van magneetveldgradiênten.

De voornoemde magneetvelden worden opgewekt in een onderzoeksruimte 11 die een objekt kan opnemen, dat bijvoorbeeld een patiënt kan zijn. Het 35 magneetstelsel 10 wordt aangestuurd door generatoren 12 en 13 waarbij generator 12 het stationaire magneetveld opwekt en generator 13 één of meer gradiêntmagneetvelden opwekt, waarbij de gradiêntrichtingen 8701195 ♦ PHN 12.134 4 van deze gradiëntvelden loodrecht op elkaar staan. De magnetisch resonantie-inrichting i bevat verder een digitale zender/ontvanger 14 die een zend/ontvangstspoel 15 aanstuurt. Na het aansturen van de spoel 15 zijn in het te onderzoeken objekt 11 resonantiesignalen opgewekt die 5 met de dan als ontvangstspoel werkende spoel 15 worden gedetekteerd en worden toegevoerd aan de ontvanger in zender/ontvanger 14. De gedetekteerde resonantiesignalen worden in een digitale vorm aan een centrale eenheid 16 toegevoerd. Het opwekken, detekteren en in digitale vorm brengen van de magnetisch resonantiesignalen door ontvanger 14 zal 10 verderop worden toegelicht. De eenheid 16 bevat behalve een centrale verwerkingseenheid 16a een besturings- en regeleenheid 16b die de generatoren 12 en 13 alsmede de zender en ontvanger 14 bestuurt en hun werking synchroniseert. Het magneetstelsel 10 kan een weerstandsspoel of een supergeleidende spoel zijn die dan door de generator 12 wordt 15 bestuurd. Echter kan ook het magneetstelsel 10 een permanentmagneet bevatten voor het opwekken van een stationair homogeen magneetveld. In het laatste geval is natuurlijk geen generator 12 nodig.

In figuur 2 is een uitvoeringsvorm van een digitale zender/ontvanger J4 volgens de uitvinding weergegeven. De digitale 20 zender/ontvanger 14 bevat een digitaal transmitterdeel DTD, een analoog transmitterdeel ATD, een analoog ontvangerdeel ARD en een digitaal ontvangerdeel DRD. Het analoog zendgedeelte ATD is aangesloten op de hoogfrekwent spoel 15 voor het opwekken van een hoogfrekwent magneetveld. Het analoog ontvanger deel ARD is eveneens aangesloten op 25 de hoogfrekwentspoel 15 voor het ontvangen van magnetische resonantiesignalen. De hoogfrekwent magneetspoel 15 kan een enkele spoel zijn waarop zowel de ontvanger ARD als de zender ATD zijn aangesloten, maar deze hoogfrekwentspoel kan ook twee aparte spoelen bevatten.

Het digitale zendgedeelte DTD heeft drie ingangen, eerste 30 ingang FS voor de frekwentie-instellingingang, een verdere ingang PS voor de fase-instelling van het hoogfrekwent signaal, en een ingang AM voor het moduleren van het hoogfrekwent signaal. Het analooggedeelte ATD bevat een oscillator met faseregelkring PLL, waarvan een uitgang met een ingang van het analoge ontvangstgedeelte ARD is verbonden voor het 35 afstemmen van de hoogfrekwent zend- en ontvangsttrappen op elkaar. Het analoog zendgedeelte ATD bevat verder een mengtrap, die de signalen van het digitale zendgedeelte DTD en van de oscillator met faseregelkring 8701195 4 PHN 12.134 5 PLL ontvangt. Ook het uitgangssignaal van de mengtrap kan aan het analoog ontvangstdeel ARD worden toegevoerd. Hierop zal verder nog worden teruggekomen. Het digitaal ontvangstdeel DRD heeft een digitale signaaluitgang DO.

5 In figuur 3 is de digitale zender DTD, ATD volgens figuur 2 meer in detail weergegeven. Het digitale gedeelte van de zender DTD bevat een eerste, een tweede en een derde register 3-1, 3-2, 3-6 waarvan het gebruik verderop zal worden toegelicht. Verder bevat het digitale zendgedeelte DTD een eerste en een tweede opteller 3-3 en 3-4. Het 10 eerste en het tweede register 3-1 en 3-2 zijn met hun uitgang verbonden iet de ingang van respektievelijk de optellers 3-3 en 3-4. Een uitgang van opteller 3-3 is verbonden met opteller 3-4 waarvan de uitgang met een verdere optelingang van opteller 3-3 is verbonden alsook met de ingang van een geheugen 3-5. In het geheugen 3-5 is een sinusvormige 15 funktie opgeslagen. De uitgang van het geheugen 3-5 is verbonden met een vermenigvuldiger 3-7, waarvan een verdere ingang is verbonden met de uitgang van het derde register 3-6. De uitgang van de vermenigvuldiger 3-7 is verbonden met de ingang van een digitaal-analoog-omzetter 3-8 waarvan de uitgang verbonden is met een zendfrekwentiemengtrap 3-9. Een 20 verdere ingang van de zendfrekwentiemengtrap 3-9 is verbonden met een uitgang van een oscillator met faseregelkring 3-10, waarvan een verdere uitgang "ARD1" naar de analoge ontvanger deel ARD kan worden toegevoerd. De uitgang "ARD2" van de zendfrekwentiemengtrap 3-9 is verbonden met een ingang van een vermogensversterker 3-11, waarvan de 25 uitgang is aangesloten op de hoogfrekwentspoel 15.

De werking van de digitale zender zoals weergegeven in figuur 3 is als volgt. Het in het register 3-1 opgeslagen digitale getal wordt in opteller 3-3 bij het op de uitgang van opteller 3-4 staande digitale getal geteld. De optelling van deze twee digitale getallen 30 wordt aangeboden op de eerste ingang van opteller 3-4 die op een verdere ingang het in het register 3-2 opgeslagen digitale getal optelt. De door opteller 3-4 geleverde som dient als adres voor de in het geheugen 3-5 opgeslagen sinustabel (DUT - Look Up Table). Indien wordt aangenomen dat in het register 3-2 het getal nul is opgeslagen en in het register 3-1 35 het digitale getal 1 dan zal op de uitgang van opteller 3-4 na elke optelslag het daar ontstane getal steeds met 1 worden verhoogd waardoor een tabel die in het geheugen 3-5 is opgeslagen stap voor stap wordt 8701195 w PHN 12.134 6 doorlopen. Wordt nu in het register 3-1 in een groter getal dan 1 opgeslagen dan zullen de successieve getallen op de uitgang van opteller 3-4 in de op elkaar volgende optelslagen steeds met dat getal worden verhoogd, waardoor de in het geheugen 3-5 opgeslagen sinusvormige tabel 5 sneller wordt doorlopen. Het resultaat van het voorgaande is dat op de uitgang van het geheugen 3-5 een sinusvormig signaal met een hogere frekwentie wordt opgewekt. Het in het register 3-1 opgeslagen getal bepaalt dus de frekwentie op de uitgang van het geheugen 3-5. Wordt nu in een voorgaande beschreven cyklus van optellingen eenmalig een extra 10 getal opgeteld dat in het register 3-2 is opgeslagen dan wordt het regelmatig doorlopen van de sinustabel in het geheugen 3-5 eenmalig verstoord, hetgeen betekent dat in feite een fasesprong wordt gemaakt in het sinusvormige signaal dat aan de uitgang van het geheugen 3-5 wordt opgewekt. Met de gegeven konfiguratie is het mogelijk om op de uitgang 15 van het geheugen 3-5 een sinusvormig signaal op te wekken, waarvan zowel de frekwentie als de fase sprongen kan vertonen. Deze sprongen zijn mogelijk door de inhoud van de registers 3-1 respektievelijk 3-2 te veranderen via de frekwentie-instelingang FS respektievelijk de fase-instelingang PS.

20 De uitgang van het geheugen 3-5 is verbonden met een eerste ingang van de vermenigvuldiger 3-7 waarvan de andere ingang verbonden is met het register 3-6. In het register 3-6 wordt een getal opgeslagen dat een maat is voor de amplitude van het sinusvormig signaal dat via de uitgang van de vermenigvuldiger 3-7 aan de digitaal-analoog-25 omzetter 3-8 wordt aangeboden. Opgemerkt wordt dat de uitgang van vermenigvuldiger 3-7 en de uitgang van analoog-digitaal-omzetter 3-8 een signaal in digitale respektievelijk in analoge vorm afleveren dat zowel in frekwentie, in fase alsook in amplitude kan zijn gemoduleerd. Dit signaal wordt in de zendfrekwentiemengtrap 39 gemoduleerd met het 30 hoogfrekwent signaal van de phase locked loop oscillator 3-10. De uitgang van de zendfrekwentiemengtrap 3-9 wordt toegevoerd aan de selektieve hoogfrekwent vermogensversterker 3-11. Met de digitale frekwentiesynthesizer worden signalen met frekwenties tussen 100-700 kHz opgewekt, die de zendfrekwentiemengtrap 3-9 mengt het signaal van de PLL 35 oscillator 3-10, zodat het uitgangssignaal op een voor kernspinresonantie-onderzoeken geschikte frekwentie komt (bijvoorbeeld voor protonenonderzoek bij een sterkte van 1.5 T van het statisch 870 1 1 95 a PHN 12.134 7

Magneetveld: 63,86 MHz). Afhankelijk van het toegepaste type mengtrap 3- 9 dient de vernogensversterker 3-10 al dan niet een selektieve voorversterker te zijn. In het geval dat de frekwentiemengtrap 3-9 een enkelzijbandnodulator is net een inage reject mode, dan hoeft de 5 versterker 3-10 niet selektief te zijn.

In figuur 4 is een digitale ontvanger volgens figuur 2 meer in detail weergegeven. Het analoge ontvangstdeel ARD bevat een selektieve voorversterker 4-1, een ontvangstfrekwentiemengtrap 4- 2 een middenfrekwentversterker 4-3, een frekwentieband-doorlaatfilter 10 4-4 en een analoog-digitaal-omzetter 4-5. De ingang van de voorversterker 4-1 is verbonden met de hoogfrekwent detektiespoel 15. De met de hoogfrekwent spoel 15 gedetekteerde en door voorversterker 4-1 versterkte kernspinresonantiesignalen worden toegevoerd aan de mengtrap 4-2 die verder op een tweede ingang óf het hoogfrekwent signaal van de 15 phase locked loop oscillator 3-10 óf het hoogfrekwent uitgangssignaal van de mengtrap 3-9 ontvangt. Het aan de uitgang van de mengtrap 4-2 opgewekte middenfrekwentsignaal wordt door versterker 4-3 versterkt, door het bandfilter 4-4 gefilterd en aan de digitaal-analoog-omzetter 4-5 toegevoerd. De van de analoog-digitaal-omzetter 4-5 afkomstige 20 digitale signalen worden toegevoerd aan een Fourier- transformatieschakeling 4-6. De Fourier-transformatieschakeling 4-6 zet de signalen vanuit het tijddomein om in signalen in een frekwentiedomein. Verder is met deze Fourier-transformatieschakeling 4-6 de gewenste frekwentieband uit de beschikbare, gesorteerde 25 signaalmonsters te genereren. Deze frekwentiesignalen worden toegevoerd aan een fasekorrektieschakeling 4-7, die via een verbinding DS met de besturings- en regeleenheid 16b fase korrektiesignalen-ontvang. Een en ander zal verderop worden toegelicht. Na fasekorrektie worden deze frekwentiesignalen toegevoerd aan een sommatieschakeling 4-8, die van de 30 bij elkaar horende frekwentiesignalen een gemiddelde waarde bepaalt.

De ontvangerschakeling DRD bevat verder een sorteerschakeling 4-9, die de successievelijk verkregen spectra in een te kiezen volgorde zet. De volgorde van de meetseguenties hoeven namelijk niet overeen te stemmen met de volgorde, waarin de spectra 35 verwerkt worden. Bijvoorbeeld is voor het bepalen van een tweede dimensionaal beeld de volgorde van de spectra voor verwerking vastgelegd door de tijdsintegraal van de sterkte van een voorbereiding-gradient 8701195 «v PHN 12.134 8 magneetveld tijdens een voorbereidingsperiode tussen het zenden van r.f. energie en het ontvangen van het resonantiesignaal. De volgorde loopt in stappen van een minimum waarde van die integraal tot een maximum waarde (6f visa versa). De meetsequenties hoeven niet 5 persé in die volgorde uitgevoerd worden.

De gesorteerde spectra worden via een Inverse Fast Fourier Transformater 4-10 weer in tijdsignalen omgezet, waarna de tijdsignalen een weging ondergaan om invloeden van ruis op de signalen te verminderen door die delen van de signalen met een lage S/N ratio met 10 een weegfactor kleiner dan 1 te vermenigvuldigen.

In de expansieschakeling 4-11 worden aan de tijdsignalen, die bestaan uit een discreet aantal amplitudewaarden een evengroot aantal waarden nul toegevoegd. Het resultaat van deze operatie is dat in de daarna volgende Fouriertransformatie in schakeling 4-13 een 15 fictief hogere resolutie wordt verkregen (een groter aantal beeldpunten wordt verkregen, echter de spatiele resolutie van de informatie in het gereconstrueerde beeld neemt niet toe).

De uitgang 4-14 van de Fouriertransformater 4-13 levert een beeld van een gemeten kernmagnetisatieverdeling, dat een 20 kernspindichtheidsverdeling kan zijn maar ook een (spatieel bepaald) spectrum.

Een verdere mogelijkheid om de gedetekteerde kernspinresonantiesignalen te verwerken, wordt verkregen door de met “3-10" gemerkte ingang van de frekwentiemengtrap 4-2 te verbinden met de 25 uitgang "ARD2" van de enkelzijbandmodulator 3-9 (zie figuur 3) van het analoog zenddeel ARD.

De werking van de zender/ontvanger in figuur 3 en figuur 4 is als volgt. Het synthesizer deel DTD wekt een frequentie van 300 kHz op, en de oscillator PLL een frequentie van 63,56 MHz. In het object 30 wordt nu een plak geselecteerd met een gradientmagneet veld G_ (gradient in de z richting) voor z is nul (de resonantie- frequentie is in een 1,5 T magneetsysteem: 63,86 MHz). Aangenomen wordt dat het resonantiesignaal wordt gedetekteerd bij aanwezigheid van een gradientmagneetveld Gy, dat een bandbreedte veroorzaakt van 100 kHz.

35 Het door spoel 15 opgevangen signaal ligt tussen de frequenties 63,81 en 63,91 MHz. In het ontvangerdeel ARD wordt in de mengtrap 4-2 het signaal gemengd met het signaal van de oscillator PLL. Het uitgangssignaal van 8701195 k PHN 12.134 9 de mengtrap 4-2 heeft een frequentieband gelegen tussen 250 kHz en 350 kHz. Na het passeren van de tussenfrequentversterker 4-3 en het banddoorlaatfilter 4-4 wordt dit signaal door analoog-digitaal-omzetter 4-5 onderbemonsterd met een frequentie van 243 kHz. Door terugvouw-5 effecten vanwege deze onderbemonstering wordt aan de uitgang van de A-D omzetter 4-5 een signaal gegenereerd met een frequentieband tussen de 9 en 109 kHZ. De voorgaand beschreven opstelling bereikt dat de informatie van het resonantiesignaal eenzijdig ten opzichte van de 0 Hz ligt en dat bij ontvangst van het resonantiesignaal de zender op een frequentie 10 is afgestemd, die buiten de ontvangen, frequentieband ligt, zodat er geen overspraak plaatsvindt.

In een voorkeursuitvoeringsvorm volgens de uitvinding wordt de uitgang van de frequentiemengtrap 3-9 toegevoerd aan de frequentiemengtrap 4-2 in de ontvanger ARD. Zonder verdere maatregelen 15 zou nu bij ontvangst van een resonantiesignaal het uitgangssignaal een frequentieband hebben, die rond de frequentie 0 Hz ligt. Volgens de uitvinding wordt bij overgang van zenden naar ontvangen een sprong gemaakt in de frequentie van het signaal dat door de digitale synthesizer DTD wordt opgewekt. De grootte van de sprong bedraagt de 20 helft van de bandbreedte van het te detekteren resonantiesignaal vermeerderd met een konstante waarde Δ bijvoorbeeld 5 of 10 kHz. Het resultaat hiervan is dat bij een bandbreedte van 90 kHz en bij een waarde Δ = 5 kHz de frequentie in het digitale zendgedeelte DFD met een bedrag van 50 kHz verspringt. De uitgang van de mengtrap 4-2 heeft een 25 frequentiebereik van 5 tot 95 kHz. Het bandfilter 4-4 kan voor elke meetsequentie steeds hetzelfde zijn en behoeft niet zoals bij de stand der techniek aan een meting worden aangepast. De analoog digitaal omzetter 4-5 kan met een frequentie van 200 kHz een normale bemonstering uitvoeren. Opgemerkt wordt dat bij multiple slice technieken de 30 frequentieprong in het digitale zendgedeelte DFD een waarde heeft van Δ + Jlt(signaalbandbreedte) + Offsetfrequentie; bijvoorbeeld Δ = 5 kHz.

f/% (signaalbandbreedte) = 45 kHz.

Offsetfrequentie =<y. z . G_, waarbij z de positie van de gekozen plak is. Duidelijk moge blijken uit het voorgaande dat het 35 uitgangssignaal van de mengtrap 4-2 nu steeds binnen dezelfde frequentieband is te houden, hetgeen zeer voordelig is.

De in figuur 4 weergegeven fase korrektieschakeling 4-7 870 1 19.5 'v PHN 12.134 10 is niet altijd noodzakelijk. In het geval dat in elke meetcyklus steeds bij dezelfde fase van het door het digitale zendgedeelte op te wekken signaal wordt gestart (met andere woorden de meetcyklus wordt door de fase van de DTD getriggerd), dan is het faseverschil tussen de 5 resonantiesignalen (bijvoorbeeld op het echomoment bij spin-echotechniek) steeds een integer aantal malen 2ir.

Indien voorgaande niet wordt toegepast, dan is door de besturings- en regeleenheid 16b uit de successive stuursignalen FS en PS, die aan het digitale zenddeel DTD worden toegevoerd af te leiden, 10 hoe groot de faseverschillen DS in de elkaar opvolgende resonantiesignalen zijn, welk faseverschil DS als stuursignaal naar de fasekorrektieschakeling wordt toegevoerd.

In figuur 4 is in het digitale ontvangerdeel DRD een Fourier-transformatieschakeling 4-6 toegepast, die op de door de analoog 15 digitaal omzetter 4-5 geleverde, digitale signalen een Discrete Fourier Transformatie (DFT) uitvoert. Een N-punts DFT van een N-punts sekwentie f(x) levert een N-punts funktie F(u) en is gedefinieerd als: 1 N-1 F(u) = - 5Hwxu,N f(x) u = 0.. .N-1 (1) 20 N x=o met WxuN = exp-i(2ïï/N)xu (2)

Vaak is er een praktische bovengrens voor het aantal punten N in een te transformeren sekwentie, bijvoorbeeld door rekenfouten, die de gekozen implementatie meebrengt, of in andere gevallen door de hoeveelheid snel 25 toegankelijke geheugen. Ook is soms slechts een deel van het door de N-punts sekwentie f(x) vastgelegde spektrum F(u) van interesse. Derhalve wordt vaker een zo genoemde gestoken en geknipte Discrete Fourier Transformatie toegepast (Stitched and Scissered Discrete Fourier Transforms = SS DFT).

30 De som zoals in vergelijking (1) is weergegeven, kan herschreven worden als ) (N/p)—1 (N/p)-1 N x/p=0 (X-(P-1))/P = 0 (3) 35 hetgeen betekent dat de DFT sommatie met een lengte N in p deelsommen is gebroken elk met een lengte n=N/p, waarbij de deelsommen elk uit steeds het pe sample worden berekend. Indien N de lengte 16 zou hebben en P=4 8701195 £ PHN 12.134 11 dan worden in de vier deelsommen respektievelijk de samples 1, 5, 9, 13; 2, 6, 10, 14; 3, 7, 11, 15 en 0, 4, 8, 12 meegenomen. Herschrijven van vergelijking (3) levert: 1 P~1 y=(N/p)-1 5 *(»> * f'x)' <« N k=0 y=o;x=py+k

De uitdrukking tussen {} kan weer als een DFT som worden geschreven na substitutie van (x-k)/p = y ; x=py+k ; (5) 10 N/p = n (6) wxu,N = exp(-i(2ïï/(n/p}).yu).exp(-i(2ïï/N)ku) = exp(-i(2ïï/N)ku}.Wyu;n (7)

Na substitutie volgt: 1 P_1 _n-1 15 F(u) = — ^i(2ïï/N)ku , [^yUrnf(py+k)]} N k=o y=o' (8)

Het deel tussen de haakjes [] is een DFT som van een de subbemonsterde versie van f(x), waarbij de bemonsteringssteek p bedraagt. De lengte van deze DFT sekwentie is n=N/p.

8701195

Claims (8)

1. Magnetisch resonantie-inrichting met een magneetstelsel voor het opwekken van een stationair homogeen magneetveld en voor het opwekken van magneetgradiëntvelden, met een zender en ontvanger voor het opwekken en detekteren van magnetische resonantiesignalen en een 5 verwerkings/besturingsinrichting voor het verwerken van de gedetekteerde resonantiesignalen en voor het besturen van de zender/ontvanger en van het magneetstelsel, waarbij de zender een zendsignaal opwekt, waarvan de frekwentie afwijkt van de frekwentie van een aan de ontvanger toe te voeren referentiesignaal voor het demoduleren van een met het 10 zendsignaal opgewekt resonantiesignaal, waarbij in een bemonsteringsschakeling is voorzien voor het bemonsteren van het gedemoduleerde resonantiesignaal, met het kenmerk, dat gedurende het ingeschakeld zijn van de ontvanger voor het ontvangen van een resonantiesignaal het zendsignaal een van de zendfrekwentie afwijkende 15 frekwentie heeft, waarbij het aan de ontvanger toegevoerde referentiesignaal een frekwentie heeft zodanig dat de frekwentieband van het gedemoduleerde en bemonsterde signaal eenzijdig ten opzichte van de frekwentie nul Hertz ligt, waarbij verder in middelen is voorzien voor het behouden van een fase-informatie van de resonantiesignalen in 20 opeenvolgende meetsekwenties.

2. Magnetisch resonantie-inrichting volgens konklusie 1, met het kenmerk, dat de zender/ontvanger een hybride zender/ontvanger is, waarbij de zender behalve een digitale frekwentiesynthesizer bevat: een digitaal-analoog-omzetter, een zendfrekwentiemengtrap en een 25 hoogfrekwent vermogensversterker, die in serie op elkaar zijn aangesloten, waarbij de ontvanger een voorversterker, een ontvangstfrekwentiemengtrap en een analoog-digitaal-omzetter bevat, die in serie zijn geschakeld, waarbij de zendfrekwentiemengtrap op een uitgang van een oscillator met faseregelkring is aangesloten, waarbij de 30 ontvangstfrekwentiemengtrap hetzij op de uitgang van de oscillator met fasregelkring hetzij op de uitgang van de zendfrekwentiemengtrap is aangesloten.

3. Magnetisch resonantie-inrichting volgens konklusie 1, met het kenmerk, dat de digitale frekwentiesynthesizer een geheugen 35 bevat waarin een sinusvormige spanningsvorm in tabel is opgeslagen, en waarvan een adresingang is verbonden met een uitgang van een optelschakeling waarvan optelingangen zijn verbonden met respektievelijk 8701 195 PHN 12.134 13 een uitgang van een verdere optelschakeling en een eerste register, van welk verdere optelschakeling een eerste ingang is verbonden met een tweede register en met de uitgang van de eerstgenoemde optelschakeling.

4. Magnetisch resonantie-inrichting volgens konklusie 3, met 5 het kenmerk, dat de uitgang van het geheugen via een vermenigvuldiger is verbonden met de ingang van een digitaal-analoog-omzetter, waarbij een ingang van de vermenigvuldigingsschakeling is verbonden met een derde register.

5. Magnetisch resonantie-inrichting volgens konklusie 3 of 10 4, met het kenmerk, dat ingangen van het eerste, tweede en derde register zijn verbonden met uitgangen van een besturings- en regeleenheid voor het instellen van de frekwentie, fase en amplitude van een aan de digitaal-analoog-omzetter toe te voeren signaal.

6. Magnetisch resonantie-apparaat volgens konklusie 2, 3, 4 15 of 5, met het kenmerk, dat de bemonsteringsfrekwentie van de analoog-digitaal-omzetter lager is dan de frekwenties van de uitgangssignalen van de frekwentiemengtrap.

7. Magnetisch resonantie-apparaat volgens konklusie 2 of 6, met het kenmerk, dat de analoog-digitaal-omzetter van de ontvanger via 20 een Fourier-transformatieschakeling is verbonden met een fasekorrektieschakeling, waarvan een verdere ingang is verbonden met de besturings- en regeleenheid voor het ontvangen van een fase korrektiesignaal.

8. Magnetisch resonantie-apparaat volgens konklusie 7, met 25 het kenmerk, dat de uitgang van de fasekorrektieschakeling is verbonden met een rekenschakeling voor het bepalen van een gemiddelde uit bij elkaar horen van frekwentiesignalen. 8701195