CN101166990B - 用于操作多通道发射/接收天线设备的方法和电路装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种用于操作多通道发射/接收天线设备或装置，尤其是用于磁共振成像(MRI)系统中的多通道发射/接收天线设备或装置的方法和电路装置，通过它，RF放大器能够在全峰值功率能力下使用而没有由于输出端过度的反射能量造成RF放大器的损坏的风险。此外，通过评估正向和反射功率信号，从监控比吸收率的限制来说，实现了病人的安全。
Description
技术领域
本发明涉及一种用于操作多通道发射/接收天线设备或包含安全装置、尤其是用在磁共振成像(MRI)系统中的装置，的方法和电路装置，以及这样的系统。
背景技术
多通道发射/接收天线设备或装置包含多个天线元件，特别是以RF线圈和/或零件、元件或线圈段的形式(下面一般称之为“线圈段”)，所述线圈段能够被个别地控制，并且其位于分布式阵列中，所述多通道发射/接收天线设备或装置与单通道RF线圈相比具有许多优点，尤其是在磁共振成像系统中使用时。上述的多通道发射/接收天线设备或装置已经例如在EP1314995中公开。
这种天线设备使产生具有一定均匀或其它场强度分布的RF场(B1场)，例如为了能够仅仅在病人的感兴趣的区域激发核子或定制该场以实现任意的激发模式成为可能。而且，该多通道天线装置能够实现并产生特殊顺序的RF信号，更高的场强度，高的翻转角度(flip angle)或实时顺序，并且能够加速多维激发。
用于操作这种天线设备的电路装置包含多通道的RF放大器或多个单通道RF放大器，其中通道和放大器的数量通常分别与天线设备中线圈和/或线圈段的数量n相等。
与使用单通道RF放大器和单个RF线圈的情况相比，必须考虑RF线圈和/或线圈段彼此间或多或少的耦合。正因为此以及耦合所造成更多的不匹配，反射回到RF放大器输出端的RF功率可能达到高得多的值，因此RF放大器损坏的风险不能被忽略。此外，不得不考虑可能出现的硬件故障，特别是线圈和/或线圈段中至少一个的断开连接，反射可以大量增加，并且产生的场变得无法确定，从而对病人以及RF放大器或其它硬件元件，产生无法挽回的状况或者安全风险。
因为RF放大器通常只能接受其峰值功率电平的一小部分作为其输出端的反射功率，因此，为了避免输出端反射功率造成的损坏风险，不能使用这种RF放大器的全峰值功率能力。甚至在使用内部功率监控单元的情况下，如果RF放大器输出端的功率超出一定功率电平该内部功率监控单元就关闭RF放大器，这依然无法阻止电路装置中其它RF放大器产生的反射RF功率由于通道间的耦合达到输出端并且损坏该关闭的RF放大器。
发明内容
本发明的一个目的是提供一种用于操作多通道发射/接收天线设备或装置的方法和电路装置，通过它可以大大改善尤其是像RF放大器这样的硬件组件的安全性。
此外，提供一种用于操作多通道发射/接收天线设备或装置的方法和电路装置，除了确保硬件组件的安全性，还能保证不会超过对检查对象施加的设定最大RF功率以及尤其是病人的比吸收率(specific absorption rate)。
通过提供一种电路装置和方法可以实现上述目的。
提供一种用于操作多通道发射/接收天线设备或RF线圈装置的电路装置，其中该多通道发射/接收天线设备或RF线圈装置具有n个RF线圈和/或线圈段并且适于在磁共振成像系统中使用。该电路装置包含定向耦合器，其特征在于：n个RF放大器或者一个具有n个通道的多通道RF放大器，用于分别放大要馈送到多通道发射/接收天线设备的n个通道或者RF线圈装置的n个RF线圈和/或线圈段的发射信号；n个环行器，每个环行器都通过其第一和第二端子连接到RF放大器的输出端和多通道发射/接收天线设备或RF线圈装置的其中一个通道之间每个通道的RF路径中；n个RF负载，每个负载与每个通道环行器的第三端子连接，用于消耗反射到相关环行器第二端子的RF功率；n个第一定向耦合器，所述的每个第一定向耦合器连接在RF放大器的输出端和环行器的第一端子之间，并且其中所述第一定向耦合器向RF放大器的内部功率监控单元和/或电路装置的中央功率监控单元提供一个第一正向功率信号和一个第一反射功率信号。
提供一种利用根据上述电路装置来操作多通道发射/接收天线设备或RF线圈装置的方法，该多通道发射/接收天线设备或RF线圈装置具有n个RF线圈和/或线圈段并且适于在磁共振成像系统中使用，其中至少一个设定的最大断路电平与至少一个实际的正向和/或反射功率电平信号相比较，和/或其中至少一个设定的最大总和功率电平与不同通道实际的正向和/或反射总和功率电平信号相比较，以便分别监控和/或评估馈送到多通道发射/接收天线设备或RF线圈装置中和/或从中接收的RF功率。
这些解决方案具有的优点是：能够使用RF放大器的全峰值功率能力，并且因为RF放大器输出端相对小的反射RF功率，不会冒RF放大器被关闭或损坏的危险。因此，可以使用具有在对于该电路装置实际所需要的范围内的峰值功率的RF放大器。由于电路装置的成本很大程度取决于大功率电子设备，本申请在经济方面具有相当大的优势。
在一个实施例中，为电路装置提供n个第二定向耦合器，每个都连接在每个通道环行器的第二端子和多通道发射/接收天线设备或RF线圈装置的其中一个通道之间，其中所述第二定向耦合器向所述中央功率监控单元提供一个第二正向功率信号和一个第二反射功率信号。
在另一实施例中，为电路装置提供n个第三定向耦合器，每个都连接在环行器的第三端子和每个通道的RF负载之间，并且其中所述第三定向耦合器向所述中央功率监控单元提供一个第三正向功率信号和一个第三反射功率信号。
在另一实施例中，为电路装置提供一个内部功率监控单元用于监控所述第一正向功率信号和所述第一反射功率信号，如果超过所述RF放大器产生的峰值RF功率电平的预先设置的最大值，或者如果反射功率电平超过可能导致RF放大器损坏的电平时，则关闭RF放大器。
在另一实施例中，为电路装置提供中央功率监控单元用于监控所述正向和/或反射RF功率电平信号中的至少一个，并且用于如果超出预先设置的提供给n个线圈和/线圈段的最大功率电平和/或不同通道的这种功率电平的总和，则闭塞一个或所有的所述RF放大器。
上述实施例中的电路装置的优点是：能够监控检查对象，特别是病人的比吸收率，并且即使在硬件出现故障的情况下，特别是天线装置中至少一个线圈和/或线圈段出现断线时，也能够确保不会超过辐射的设定最大RF功率电平。
附图说明
本申请进一步的细节，特征和优点通过参考附图在下面对示例性和优选实施方式的描述中变得显而易见，其中示出：
图1是根据本发明优选实施例的电路装置的示意框图，
图2是根据图1的电路装置的中央功率监控单元的子模块的示意框图，和
图3是根据图1的中央功率监控单元的示意框图。
具体实施方式
通过依据本发明的方法和电路装置可以操作的多个多通道发射/接收天线设备或装置，在之前提及的EP1314995中进行了示例性公开，该文献通过引用成为本公开的一部分。。
上述天线设备特别是RF线圈装置，包含n个具有不同大小和/或不同位置的RF线圈和/或线圈段(或线圈元件或零件)，它们每一个都与根据本发明的电路装置中的发射/或接收单元或通道1，...n连接，以便被个别地控制。
图1显示了用于操作多通道发射/接收天线设备的电路装置的优选实施例的示意框图，其中该电路装置是磁共振成像(MRI)系统的一部分，并且特别是相关的多通道数据获取系统的一部分。示例性地提供该电路装置用于操作包含n个用于产生B1场和用于接收来自待检对象的张驰信号(relaxation signal)的线圈(和/或线圈段)的发射/接收天线设备或装置。
优选地，该电路装置的大量组件在分光计1中以一个或多个添加的电路板的形式实现。这些电路板优选是n个发射板Tx1，...Txx，...Txn和相应数目的n个接收板(未显示)，其各自分别包含一个发射通道和一个接收通道。通过使用连接在RF放大器单元11(1x)的输出端和被驱动的线圈或线圈段C1(Cx)之间、具有高功率RF负载117(1x7)的环行器114(1x4)，从线圈或线圈段C1(Cx)反射的或从一个线圈或线圈段Cx到另一个之间耦合产生的大部分RF功率在环行器114(1x4)的RF负载117(1x7)中被消耗(dissipate)，因此RF放大器111(1x1)在其输出端只接收到很少一部分的反射功率电平。
为了产生具有不同和变化振幅和/或相位和/或波形和/或频率的RF信号，由分光计1，特别是分光计1内的中央控制或处理器单元，控制发射板Tx1，...Txn。然后通过图1中所示的用于通道1和通道x的每个单通道RF放大器11，...1x，...1n，或者具有n个通道的多通道RF放大器将这些RF信号放大，并且之后将它们提供给天线装置的每个线圈或线圈段C1，...Cx，...Cn。
此外，上述电路装置包含一个中央功率监控单元2，用于监控正向和反射的RF功率电平信号，上述正向和反射的RF功率电平信号在不同位置从每个通道的RF路径去耦合，并且如果超过提供给n个线圈和/或线圈段的某些设定最大功率电平和/或不同通道的这种功率电平之和，中央功率监控单元2用于闭塞(blanking)一个或全部RF放大器11，...1n。
现在将参照图1关于图1中示例性示出的两个通道1和通道x，更加详细描述电路装置。优选地，所有的通道1，...x，...n构造成一致的。
由发射板Tx1(Txx)产生的输出RF发射信号(需要的信号)被提供给RF放大器单元11(1x)，RF放大器单元11(1x)包含一个RF放大器111(1x1)，一个第一定向耦合器112(1x2)，和一个内部功率监控单元113(1x3)。第一定向耦合器112(1x2)的输出信号馈送到环行器114(1x4)的第一端子，并从环行器114(1x4)的第二端子馈送出去，并通过第二定向耦合器115(1x5)，到达天线装置的相关的线圈或线圈段C1(Cx)。环行器114(1x4)的第三端子通过一个第三定向耦合器116(1x6)连接到高功率RF负载117(1x7)。
通过使用连接在RF放大器单元11(1x)的输出端和被驱动的线圈或线圈段C1(Cx)之间、具有高功率RF负载117(1x7)的环行器114(1x4)，从线圈或线圈段C1(Cx)反射的大部分RF功率在环行器114(1x4)的RF负载117(1x7)中消耗，因此RF放大器111(1x1)在其输出端只接收到很少一部分的反射功率电平。
如上面所提到的，这样具有的优点是：可以使用RF放大器的全峰值功率能力。此外，在多通道发射/接收系统的情况下，可以避免由于其它激活RF放大器产生并通过通道间耦合发射的RF功率而造成损坏的风险。
依据本发明通过使用环行器114(1x4)和高功率RF负载117(1x7)，防止在反射功率电平超过RF放大器在其输出端所能承受的电平时内部功率监控单元113(1x3)关闭RF放大器111(1x1)。
例如，环行器114(1x4)的正向阻尼大约为0.2dB，对于反射功率，阻尼大约20dB。优选地，所有通道的环行器和负载安装在强迫通风制冷或水制冷的散热器上，该散热器能够被安装在机架(rack)内。这使得能够非常紧凑地构建整个电路装置，如果使用小型多通道RF放大器这一点是特别让人感兴趣的。优选地，RF负载117(1x7)的大小至少能够承受RF放大器111(1x1)的峰值功率。
位于RF放大器111(1x1)输出端的第一定向耦合器112(1x2)包含用于正向功率信号FP11(FPx1)和反射功率信号RP11(RPx1)的输出端，该输出端与内部功率监控单元113(1x3)的输入端连接。这个功率监控单元113(1x3)的输出信号控制RF放大器111(1x1)。因而，另外还可以防止RF放大器111(1x1)例如被过度的反射RF功率(例如：由于点b处的断线)损坏。此外，通过利用功率监控单元113(1x3)评估正向功率信号FP11(FPx1)，可以防止超过RF放大器111(1x1)产生的峰值RF功率电平的某些预先设定的最大值。
由于环行器114(1x4)，优选的是，不使用传统的比吸收率(SAR)监控原理，因为与这种环行器连接时它们可能不够安全可靠。为了充分保证病人的安全以及满足规定的比吸收率限制，以及在发射板Txx和线圈或线圈段Cx之间的路径中的线路或电缆断开或未连接的情况下(这将导致无法确定的场分布，和因此导致对病人的潜在安全风险)，使用下文中描述的一个或多个定向耦合器，以便通过中央功率监控单元2评估部分或全部输出信号。因而，病人的比吸收率可被监控，而且如果出现硬件故障，特别是图1中所示的“位置a”到“g”中至少一个处出现断线或未连接的线路，一个或所有RF放大器可以同时关闭。
第一定向耦合器112(1x2)用于正向和反射功率信号FP11，RP11(FPx1，RPx1)的输出端也与中央功率监控单元2连接用于评估。这同样适用于位于环行器114(1x4)第二端子的第二定向耦合器115(1x5)，第二定向耦合器115(1x5)包含用于正向功率信号FP12(FPx2)和反射功率信号RP12(RPx2)的输出端，该输出端均与中央功率监控单元2连接。最后，RF负载117(1x7)处的第三定向耦合器116包含用于正向功率信号FP123(FPx3)和反射功率信号RP13(RPx3)的输出端，这些输出端也都与中央功率监控单元2连接。
中央功率监控单元2根据这些正向和反射功率信号，通过被提供给RF放大器单元11(1x)的输出闭塞信号(output blanking signal)B21(B2x)，个别地控制每个RF放大器单元11，...1x，...1n。
此外，通过从分光计1到中央功率监控单元2的连接提供n个输入闭塞信号Bln，用信号通知一个或多个发射板Tx1，...Txn不激活或具有预定值为0的可能情况，以使中央功率监控单元2能够区分通道预定的无功率情况和通道的故障情况(如断线或未连接的线)。该信息也能够以相当低的时间分辨率或作为二进制信息(bin-information)通过分光计1和中央功率监控单元2之间的控制状态总线C/S发送。最后，RF放大器单元111(1x1)也通过控制状态总线C/S与分光计1连接。
为了监控病人的比吸收率并确保病人的安全，优选地，由中央功率监控单元2评估第一定向耦合器112(1x2)的反射功率信号RP11(RPx1)、第二定向耦合器115(1x5)的正向功率信号FP12(FPx2)和第三定向耦合器116(1x6)的正向功率信号FP13(FPx3)的值。在这种情况下，其它正向和反射功率信号不需要被监控，但可作为冗余的信息使用。将参照图2和3对评估本身进行解释。
图2是中央功率监控单元2的子模块21中重要组件的简化框图。
子模块21包含n个第一输入端FPn1和n个第二输入端RPn1，n个第一输入端FPn1用于来自所有通道的第一定向耦合器112，...1x2，...1n2的n个发射或正向RF功率信号；n个第二输入端RPn1用于来自电路装置的所有通道的第一定向耦合器112，...1x2，...1n2的n个反射RF功率信号。
并且，提供了n个用于最大断路电平(trip level)的第一检测单元212n和n个用于最大总和电平的第二检测单元213n，它们的输入端均与子模块21的第一输入端FPn1相连接。
此外，提供了n个用于最大断路电平的第三检测单元214n和n个用于最大总和电平的第四检测单元215n，它们的输入端均与子模块21的第二输入端RPn1相连接。
最后，图2显示了中央控制单元24的一部分，中央控制单元24的n个输入端的每一个分别用于第一、第二、第三、第四检测单元212n，213n，214n，215n每一个的比较结果CR，并且中央控制单元24通过状态控制总线C/S与每个检测单元连接。
提供用于最大断路电平的的检测单元212n，214n，以便对于每个通道1，...x，...n分别比较实际正向和反射功率电平信号与对每个通道独立地设定并且优选具有不同值的相关的最大断路电平，并将比较结果CR传输到中央控制单元24。
提供用于最大总和功率的检测单元213n，215n，以分别比较两个或更多通道的实际正向和反射的总功率电平信号与分别对正向和反射功率独立设置的最大总功率电平，并将比较结果CR传输到中央控制单元24。
如果检测单元212n，214n，213n，215n的比较结果之一表明实际功率电平超过最大的断路电平或实际总和电平超过最大的总和电平，则中央控制单元24启动闭塞开关(blanking switch)25(图3)以通过输出端B2n的闭塞信号同时且立刻关闭RF放大器单元11，...1n。
优选提供检测单元212n，213n，214n，215n以将输入RF信号转换为DC信号用于进一步处理。出于该目的，优选提供基于运算放大器的比较电路、对数放大器和数字电位计。优选地，上述信号转换成数字信号以在数字域中处理。
图3示出了根据图1的完整的中央功率监控单元2的示意框图。
所述功率监控单元2包含三个子模块21、22和23，所有子模块21、22和23的比较结果都提交给它的中央控制单元24，以及一个n通道闭塞开关25(或n个单通道闭塞开关)，如图1中所示，闭塞开关25的输入端Bln与分光计1连接，闭塞开关25的输出端B2n与RF放大器单元11，...1n连接。
所述闭塞开关25由中央控制单元24产生的使能信号“en”控制，以根据前面解释的对子模块21、22和23的比较结果CR的评估，通过闭塞输出端B2n关闭至少一个RF放大器单元11，...1n。
优选地，中央功率监控单元24实时运行，并且连续或仅仅在对系统内的病人进行扫描期间监控所述信号。
最后图3显示了用于去往和来自分光计1的控制状态总线C/S的输入端C/Sn和表示某种环境条件的信号输入端E。
通过根据本发明的电路装置，一方面RF放大器能够一直使用到它们的全峰值功率电平使用，并且另一方面可以有效限制施加到病人的RF功率并且确保不超过比吸收率，特别是在使用具有多个独立操作线圈和/或线圈段的天线设备的情况下，以及在一个或多个这些线圈或线圈段或相关的通道中出现硬件故障的情况下。
此外，依据本发明所述的方法和电路装置可以作为高电场或超高电场系统的基本组件使用，从而实现完整的体成像。
总而言之，依据本发明所述的方法和电路装置使得可以：
-在多通道发射系统中几乎可以使用任意的单通道或多通道RF放大器(管状或固态)，而不必考虑其所能承受的反射功率电平；
-确保对于任何MR序列都满足SAR安全限制，但特别是逼近病人可接受的SAR限制，以及任何驱动其RF线圈元件的RF发射通道中出现硬件故障情况下的那些序列，
-为IEC标准的扩展提供了基础，以涵盖用于多通道RF发射MRI系统的安全措施，其预期对高电场和超高电场MRI系统尤其重要；以及
-将需要的RF发射信号与正向功率信号相关，使得能够区分零振幅的需要信号(非临界状态)和损坏或断开的电缆(临界状态)。
Claims (9)
1.一种用于操作多通道发射/接收天线设备或RF线圈装置的电路装置，其中该多通道发射/接收天线设备或RF线圈装置具有n个RF线圈和/或线圈段并且适于在磁共振成像系统中使用，该电路装置包含定向耦合器，其特征在于：
n个RF放大器(1x1)或者一个具有n个通道的多通道RF放大器，用于分别放大要馈送到多通道发射/接收天线设备的n个通道或者RF线圈装置的n个RF线圈和/或线圈段的发射信号；
n个环行器(1x4)，每个环行器都通过其第一和第二端子连接到RF放大器(1x1)的输出端和多通道发射/接收天线设备或RF线圈装置的其中一个通道之间每个通道的RF路径中；
n个RF负载(1x7)，每个负载与每个通道环行器(1x4)的第三端子连接，用于消耗反射到相关环行器(1x4)第二端子的RF功率；
n个第一定向耦合器(1x2)，所述的每个第一定向耦合器连接在RF放大器(1x1)的输出端和环行器(1x4)的第一端子之间，并且其中所述第一定向耦合器(1x2)向RF放大器(1x1)的内部功率监控单元(1x3)和/或电路装置的中央功率监控单元(2)提供一个第一正向功率信号(FPx1)和一个第一反射功率信号(RPx1)。
2.根据权利要求1所述的电路装置，其中，提供n个第二定向耦合器(1x5)，每个都连接在每个通道环行器(1x4)的第二端子和多通道发射/接收天线设备或RF线圈装置的其中一个通道之间，其中所述第二定向耦合器(1x5)向所述中央功率监控单元(2)提供一个第二正向功率信号(FPx2)和一个第二反射功率信号(RPx2)。
3.根据权利要求1所述的电路装置，其中，提供n个第三定向耦合器(1x6)，每个都连接在环行器(1x4)的第三端子和每个通道的RF负载(1x7)之间，并且其中所述第三定向耦合器(1x6)向所述中央功率监控单元(2)提供一个第三正向功率信号(FPx3)和一个第三反射功率信号(RPx3)。
4.根据权利要求1所述的电路装置，其中，提供一个内部功率监控单元(1x3)用于监控所述第一正向功率信号(FPx1)和所述第一反射功率信号(RPx1)，如果超过所述RF放大器(1x1)产生的峰值RF功率电平的预先设置的最大值，或者如果反射功率电平超过可能导致RF放大器(1x1)损坏的电平时，则关闭RF放大器(1x1)。
5.根据权利要求1-3至少一个所述的电路装置，其中，提供中央功率监控单元(2)用于监控所述正向和/或反射RF功率电平信号(FPx1，RPx1；FPx2，RPx2；FPx3，RPx3)中的至少一个，并且用于如果超出预先设置的提供给n个线圈和/线圈段的最大功率电平和/或不同通道的这种功率电平的总和，则闭塞一个或所有的所述RF放大器(1x1)。
6.一种利用根据权利要求1到5中至少一个权利要求所述的电路装置来操作多通道发射/接收天线设备或RF线圈装置的方法，该多通道发射/接收天线设备或RF线圈装置具有n个RF线圈和/或线圈段并且适于在磁共振成像系统中使用，其中至少一个设定的最大断路电平与至少一个实际的正向和/或反射功率电平信号相比较，和/或其中至少一个设定的最大总和功率电平与不同通道实际的正向和/或反射总和功率电平信号相比较，以便分别监控和/或评估馈送到多通道发射/接收天线设备或RF线圈装置中和/或从中接收的RF功率。
7.根据权利要求6所述的方法，其中，如果一个实际功率电平超过最大断路电平和/或一个实际总和功率电平超过最大总和电平，则中央功率监控单元关闭至少一个RF放大器。
8.一种在磁共振成像系统中使用的分光计，包含一个根据权利要求1到5至少之一所述的电路装置。
9.一种磁共振成像系统，包含一个根据权利要求1到5至少之一所述的电路装置。
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|---|---|---|---|---|
| DE102007008753A1 (de) * | 2007-02-22 | 2008-08-28 | Rohde & Schwarz Gmbh & Co. Kg | Hochlastkoppler |
| DE102007015544B4 (de) | 2007-03-30 | 2011-01-27 | Siemens Ag | Zirkulator, Zirkulator-Betriebsverfahren, Magnetresonanzantenneneinrichtung mit einem solchen Zirkulator und Magnetresonanzgerät mit einer derartigen Mangnetresonanzantenneneinrichtung |
| WO2008135883A1 (en) * | 2007-05-04 | 2008-11-13 | Koninklijke Philips Electronics N.V. | Method and rf transmitter arrangement for generating rf fields |
| US7508214B2 (en) | 2007-05-21 | 2009-03-24 | Medrad, Inc. | Transmit-mode phased array coils for reduced SAR and artifact issues |
| WO2009153705A1 (en) * | 2008-06-20 | 2009-12-23 | Koninklijke Philips Electronics N.V. | Electronic load simulator device for testing rf coils |
| CN102123661B (zh) * | 2008-08-15 | 2014-03-12 | 皇家飞利浦电子股份有限公司 | 用于执行rf-安全mit扫描的方法和监控设备 |
| CN102803981B (zh) | 2009-06-19 | 2016-09-21 | 皇家飞利浦电子股份有限公司 | 将忆阻器装置用于mri rf 线圈 |
| US8798662B2 (en) * | 2009-08-05 | 2014-08-05 | Blackberry Limited | Transmission control for a specific absorption rate compliant communication device |
| CN102116808B (zh) * | 2010-12-30 | 2013-04-03 | 北京航空航天大学 | 一种用于测试电场辐射敏感度的测试装置及其测试方法 |
| DE102011106783A1 (de) * | 2011-07-06 | 2013-01-10 | Eads Deutschland Gmbh | Optisches Datenübertragungssystem |
| JP2013042901A (ja) * | 2011-08-24 | 2013-03-04 | Hitachi Medical Corp | 磁気共鳴イメージング装置 |
| DE102011083066B4 (de) | 2011-09-20 | 2015-05-07 | Siemens Aktiengesellschaft | Vorrichtung zur Leistungsmessung und Magnetresonanzeinrichtung |
| CN104303069B (zh) | 2012-05-14 | 2017-08-15 | 皇家飞利浦有限公司 | 用于向磁共振线圈系统的多个线圈元件提供射频信号的馈送电路装置 |
| WO2014050818A1 (ja) * | 2012-09-25 | 2014-04-03 | 株式会社東芝 | 磁気共鳴イメージング装置およびその高周波出力測定装置 |
| CN105190342B (zh) * | 2013-03-13 | 2018-01-30 | 皇家飞利浦有限公司 | 用于磁共振成像的多元件rf发射线圈 |
| US9246524B2 (en) * | 2013-09-05 | 2016-01-26 | Zte (Usa) Inc. | Outdoor coupler unit utilizing circulator network |
| US10045310B2 (en) | 2013-11-26 | 2018-08-07 | Hewlett-Packard Development Company, L.P. | Regulating transmit power of signal sources |
| CN104950166B (zh) * | 2014-03-28 | 2019-08-02 | 西门子(深圳)磁共振有限公司 | 磁共振成像系统的射频线圈功率损耗的确定方法和装置 |
| CN107533116B (zh) * | 2015-04-24 | 2021-07-06 | 皇家飞利浦有限公司 | 多通道发送/接收射频(rf)系统 |
| CN108627783B (zh) | 2017-03-23 | 2022-01-14 | 通用电气公司 | 射频线圈阵列及磁共振成像发射阵列 |
| CN109419508B (zh) * | 2017-09-01 | 2022-08-09 | 西门子(深圳)磁共振有限公司 | 实现磁共振条件安全植入物扫描安全的系统、装置及方法 |
| CN113433401A (zh) * | 2021-06-01 | 2021-09-24 | 中国舰船研究设计中心 | 一种多源多通道的复杂电磁环境模拟生成方法 |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1991007132A1 (en) * | 1989-11-22 | 1991-05-30 | The United States Of America, Represented By The Secretary, United States Department Of Commerce | Apparatus for hyperthermia treatment of cancer |
| US5690109A (en) * | 1995-06-23 | 1997-11-25 | Govind; Rakesh | Method of destructive, noninvasive hyperpyrexia of tissues and organisms utilizing nuclear magnetic resonance |
| CN1555492A (zh) * | 2001-09-14 | 2004-12-15 | �ʼҷ����ֵ��ӹɷ�����˾ | 核磁共振线圈模块 |
| CN1555761A (zh) * | 2003-12-30 | 2004-12-22 | 华东师范大学 | 一种台式磁共振成像仪 |
Family Cites Families (23)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62253043A (ja) * | 1986-04-25 | 1987-11-04 | 富士電機株式会社 | 核磁気共鳴による断層画像診断装置 |
| JPS6411537A (en) * | 1987-07-03 | 1989-01-17 | Hitachi Ltd | Mri apparatus |
| JPH0277934U (zh) * | 1988-11-30 | 1990-06-14 | ||
| JP2544613Y2 (ja) * | 1991-02-22 | 1997-08-20 | ジーイー横河メディカルシステム株式会社 | Ｍｒ装置におけるｓａｒ監視装置 |
| DE4331021A1 (de) * | 1993-09-13 | 1995-03-16 | Siemens Ag | Antennenarray für ein Magnetresonanzgerät |
| US5777475A (en) * | 1993-12-21 | 1998-07-07 | Siemens Aktiengesellschaft | Automatic impedance adapter for a H.F. emitter or receiver in a nuclear spin tomography installation and process for operating the device |
| JP2630250B2 (ja) * | 1994-03-16 | 1997-07-16 | 日本電気株式会社 | 電力増幅装置のレベル監視装置 |
| DE10157039A1 (de) | 2001-11-21 | 2003-06-05 | Philips Intellectual Property | HF-Spulenanordnung für Magnetresonanz-Bildgerät |
| US6104287A (en) * | 1997-06-27 | 2000-08-15 | Lucent Technologies Inc. | Circulator reverse power alarm |
| JPH11177348A (ja) * | 1997-12-11 | 1999-07-02 | Nec Corp | 周波数変換装置および局部発振信号の監視方法 |
| US6124758A (en) * | 1998-08-19 | 2000-09-26 | Harris Corporation | RF power amplifier control system |
| DE19840622C2 (de) * | 1998-09-05 | 2000-11-16 | Bruker Analytik Gmbh | Spinresonanz-Spektrometer sowie Vielkanal-Spinresonanz-Spektrometer |
| US6426623B1 (en) * | 2000-09-27 | 2002-07-30 | Mayo Foundation For Medical Education And Research | MRI RF power monitor |
| JP4498595B2 (ja) * | 2000-12-15 | 2010-07-07 | 三菱電機株式会社 | 高周波回路装置 |
| FI20002882A (fi) * | 2000-12-29 | 2002-06-30 | Nokia Corp | Järjestely antennin sovittamiseksi |
| JP5072145B2 (ja) * | 2001-04-05 | 2012-11-14 | 富士通セミコンダクター株式会社 | 連想記憶装置 |
| DE10233123A1 (de) * | 2002-07-20 | 2004-02-05 | Philips Intellectual Property & Standards Gmbh | Einrichtung zur dynamischen Anpassung der Impedanz zwischen einem Leistungsverstärker und einer Antenne |
| CN1735814B (zh) * | 2003-01-07 | 2010-06-16 | 皇家飞利浦电子股份有限公司 | 用于具有多个发送通道的mr设备的高频系统及其中的mr设备 |
| WO2005034141A2 (en) | 2003-10-03 | 2005-04-14 | Regents Of The University Of Minnesota | Parallel transceiver for nuclear magnetic resonance system |
| US7801590B2 (en) * | 2005-05-27 | 2010-09-21 | Board Of Regents, The University Of Texas System | Optical coherence tomographic detection of cells and killing of the same |
| US7800368B2 (en) * | 2006-02-17 | 2010-09-21 | Regents Of The University Of Minnesota | High field magnetic resonance |
| US7633293B2 (en) * | 2006-05-04 | 2009-12-15 | Regents Of The University Of Minnesota | Radio frequency field localization for magnetic resonance |
| US7439742B2 (en) * | 2006-11-28 | 2008-10-21 | Siemens Aktiengesellschaft | Magnetic resonance RF transmission array |
-
2006
- 2006-04-24 CN CN200680014404XA patent/CN101166990B/zh active Active
- 2006-04-24 JP JP2008508378A patent/JP5172658B2/ja active Active
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- 2006-04-24 US US11/912,685 patent/US7615999B2/en active Active
- 2006-04-24 EP EP06728022A patent/EP1877815B1/en active Active
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1991007132A1 (en) * | 1989-11-22 | 1991-05-30 | The United States Of America, Represented By The Secretary, United States Department Of Commerce | Apparatus for hyperthermia treatment of cancer |
| US5690109A (en) * | 1995-06-23 | 1997-11-25 | Govind; Rakesh | Method of destructive, noninvasive hyperpyrexia of tissues and organisms utilizing nuclear magnetic resonance |
| CN1555492A (zh) * | 2001-09-14 | 2004-12-15 | �ʼҷ����ֵ��ӹɷ�����˾ | 核磁共振线圈模块 |
| CN1555761A (zh) * | 2003-12-30 | 2004-12-22 | 华东师范大学 | 一种台式磁共振成像仪 |
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