CN109715061B - 用于断开mri rf线圈的系统和方法 - Google Patents

Abstract

提供了用于在发送操作期间将磁共振(MR)成像装置的接收线圈从发送线圈断开的各种方法和系统。在一个示例中，设备可以包括第一设备和第二设备，每个设备具有第一端子和第二端子，可操作地将射频(RF)线圈的不同端子与一个或多个数据采集元件耦合，每个设备包括一对开关。以这种方式，通过同步操作所述设备的每个开关，可以在发送操作期间将所述接收线圈从所述发送RF线圈隔离。

Description

用于断开MRI RF线圈的系统和方法

相关申请的交叉引用

本申请要求2016年9月16日提交的美国专利申请No.15/268,277的优先权，所述专利申请的全文通过援引并入本文。

技术领域

本文中公开的主题的实施例涉及磁共振成像(MRI)，并且更具体地，涉及断开MRI射频(RF)线圈。

背景技术

磁共振成像(MRI)是一种医学成像模态，可以在不使用X射线或其他电离辐射的情况下创建人体内部的图像。MRI使用超导磁体来产生强大的、均匀的静磁场。当将人体或人体的一部分定位于磁场中时，与组织水中的氢原子核相关联的核自旋变为极化，其中与这些自旋相关的磁矩变成优先沿磁场的方向对齐排列，这导致沿该轴的小的净组织磁化。MRI系统也包括生成较小振幅的、具有正交轴的空间变化磁场的梯度线圈，以便通过在体内的每一个位置处创建特征共振频率来对MR信号进行空间编码。射频(RF)线圈然后用于在氢原子核的共振频率处或附近产生RF能量的脉冲，其向核自旋系统增加能量。随着核自旋弛豫回到其静止能量状态，它们以RF信号的形式来释放所吸收的能量。该信号由MRI系统检测并使用计算机和已知的重建算法转换成图像。

如上所述，RF线圈在MRI系统中用于发送RF激励信号(“发送线圈”)，并接收由成像对象发射的RF信号(“接收线圈”)。线圈接口电缆可以用于在RF线圈和处理系统的其他方面之间传输信号，例如，控制RF线圈和/或从RF线圈接收信息。线圈接口电缆可以被设置在MRI系统的孔内，并经受由MRI系统产生并使用的电磁场。电缆可以支持发送器驱动的共模电流，发送器驱动的共模电流会产生场失真和/或部件的不可预测的加热。这些场失真可能导致出现在从接收的MR信号重建的图像内的电缆的阴影。

通常，可以利用提供高共模阻抗的平衡-不平衡变换器(平衡到不平衡)网络或共模陷波器来减轻发送器驱动的电流的影响。然而，将共模陷波器或阻塞电路放置在适当的位置可能是困难的，因为适当的放置可以基于与共模陷波器相关联的电缆或线圈的定位而变化。另外，共模陷波器可能难以制造和组装。此外，即使传统的共模陷波器或阻塞电路被放置在适当的位置，也可能发生过大的电压和/或功耗。再另外，在电缆上彼此太靠近定位的平衡-不平衡变换器或共模陷波器可能由于边缘磁场而耦合，从而导致平衡-不平衡变换器的失谐，这可能不利地影响平衡-不平衡变换器的功能。

发明内容

在一个实施例中，设备可以包括具有第一端子和第二端子的设备；第一设备，可操作地将射频(RF)线圈的第一端子与一个或多个数据采集元件耦合；以及第二设备，具有第三端子和第四端子，第二设备可操作地将RF线圈的第二、不同的端子与一个或多个数据采集元件耦合。第一设备和第二设备可以被操作以将接收RF线圈与发送RF线圈和数据采集元件中的一个或多个耦合和去耦。这样，耦合电路可以将第一设备和第二设备的一个或多个端子与一个或多个采集元件电耦合。第一和第二设备以及耦合电路可以沿接收RF线圈的接收路径放置。本文中，接收路径可以包括耦合电路、处理系统、采集元件、馈电板、线圈接口电缆等中的一个或多个。第一设备和第二设备可以包括可以断开或闭合的多个开关。具体地，在发送操作期间，可以操作第一和第二设备，使得多个开关断开，从而改变阻抗以提供与接收RF线圈的隔离。以这种方式，设备可以用作MRI系统中的共模扼流器。

应理解到，以上简要描述被提供用于以简化的形式介绍在具体实施方式中进一步描述的一些概念。这并不意味着识别所要求保护的主题的关键或必要特征，所要求保护的主题的范围由详细描述之后的权利要求唯一地限定。此外，所要求保护的主题不限于解决在上文中或在本公开的任一部分中所提及的任何缺点的实现。

附图说明

通过参照附图阅读以下非限制性实施例的说明将更好地理解本公开，其中：

图1是根据实施例的MRI系统的框图。

图2是根据一个实施例的经由失谐元件耦合到耦合电路的射频(RF)线圈的示意图。

图3是根据实施例的微机电系统(MEMS)设备的示例电路图。

图4是根据实施例的经由开关耦合至耦合电路的RF线圈的示意图。

图5是根据实施例的经由电路耦合在一起的MEMS设备的示例电路图，其中每个MEMS设备包括一对以背靠背配置的MEMS开关。

图6A是根据实施例的平衡-不平衡变换器的示意图，该平衡-不平衡变换器沿着RF线圈的线圈接口电缆放置并且定位在MRI系统的体线圈内。

图6B是根据实施例的一对MEMS设备的示意图，该对MEMS设备耦合至RF线圈的线圈接口电缆并且定位在MRI系统的体线圈内。

图7是根据实施例示出用于在转换操作期间将接收RF线圈与发送RF线圈断开的示例方法的高级框图。

具体实施方式

以下描述涉及MRI系统中的射频(RF)线圈的各种实施例。具体而言，提供了用于在MRI系统(诸如图1中所描绘的MRI系统)中的发送操作期间将接收RF线圈与发送RF线圈断开的系统和方法。如图2所示，RF线圈可以经由失谐元件和耦合电路耦合到处理系统。在一个示例中，如图3所示，失谐元件可以包括第一微机电系统(MEMS)设备和第二MEMS设备，每一个包括以背对背配置的两个MEMS开关。在另一个示例中，如图4所示，RF线圈的每个端子可以经由设备耦合到处理系统以在传输期间通过断开设备的开关选择性地断开RF线圈。设备可以包括一个或多个开关，诸如氮化镓场效应晶体管(GaNFET)、PIN二极管、MEMS设备、继电器等。通常，如图6A所示，沿着线圈接口电缆定位的平衡-不平衡变换器用作共模扼流器，以减少通过系统的共模电流的传输。在示例实施例中，如图6B中所示，设备可以耦合至线圈接口电缆并且可以用作共模扼流器。用于在传输期间将接收线圈从发送线圈断开并且进一步将设备用作共模扼流器的方法在图7中示出。以这种方式，接收线圈可以在传输操作期间被隔离并进一步与发送线圈去耦。因此，可以减少MRI系统的电缆中的加热问题，并且可以减轻MRI系统中的MR信号的失真。

图1示出了磁共振成像(MRI)装置10，MRI装置10包括：静磁场磁体单元12、梯度线圈单元13、RF线圈单元14、RF体或体积线圈单元15、发送/接收(T/R)开关20、RF驱动器单元22、梯度线圈驱动器单元23、数据采集单元24、控制器单元25、患者台或床26、数据处理单元31、操作控制台单元32、和显示单元33。在一个示例中，RF线圈14是表面线圈，该表面线圈是通常被放置成与对象16的感兴趣的解剖结构邻近的局部线圈。本文中，RF体线圈15是发送RF信号的发送线圈，并且局部表面RF线圈14接收MR信号。如此，发送体线圈(例如，RF线圈单元15)和表面接收线圈(RF线圈单元14)是虽独立但电磁耦合的结构。MRI装置10将静磁脉冲信号发送至放置在成像空间18中的对象16，静磁场经形成来执行用于获得来自对象16的磁共振信号的扫描，以基于因此由扫描获得的磁共振信号来重建对象16的切片的图像。

静磁场磁体单元12通常包括例如环形超导磁体，该环形超导磁体安装在环状真空容器内。磁体限定环绕对象16的圆柱形空间，并生成沿圆柱空间的Z方向的恒定的主静磁场。

MRI装置10也包括梯度线圈单元13，该梯度线圈单元13在成像空间18中形成梯度磁场以便提供具有三维位置信息的、由RF线圈单元14接收的磁共振信号。梯度线圈单元13包括三个梯度线圈系统，三个梯度线圈系统中的每一个生成倾斜到互相垂直的三个空间轴中的一个的梯度磁场，并且根据成像条件在频率编码方向、相位编码方向、和切片选择方向中的每一个上生成梯度场。更具体地，梯度线圈单元13在对象16的切片选择方向上施加梯度场以选择切片；并且RF线圈单元14将RF脉冲发送至对象16的所选的切片并激励它。梯度线圈单元13也在对象16的相位编码方向上施加梯度场，以对来自由RF脉冲激励的切片的磁共振信号进行相位编码。梯度线圈单元13随后在对象16的频率编码方向上施加梯度场，以对来自由RF脉冲激励的切片的磁共振信号进行频率编码。

设置RF线圈14以例如包围对象16的待成像的区域。在一些示例中，RF线圈单元14可以被称作表面线圈或接收线圈。在由静磁场磁体单元12形成静磁场的静磁场空间或成像空间18中，RF线圈单元14基于来自控制器单元25的控制信号来发送RF脉冲(该RF脉冲是朝向对象16的电磁波)，并由此生成高频磁场。这激励了对象16的待成像的切片中的质子的自旋。RF线圈单元14接收电磁波作为磁共振信号，该电磁波是当因此在对象16的待成像的切片中被激励的质子的自旋返回到与初始磁化矢量对准时产生的。RF线圈单元14可以通过使用相同的RF线圈来发送和接收RF脉冲。

设置RF体线圈单元15，以例如包围成像区域18并且生成与由静磁场磁体单元12在成像空间18内生成的主磁场正交的RF磁场脉冲以激励原子核。与可以容易地从MRI装置10断开并用另一个RF线圈单元替换的RF线圈单元14相比，RF体线圈单元15固定地附接并连接至MRI装置10。此外，鉴于局部线圈(诸如包括RF线圈单元14的那些线圈)可以仅向对象16的局部区域发送信号或接收仅来自对象16的局部区域的信号，RF体线圈单元15通常具有较大的覆盖面积并且可以用于向对象16的全身发送信号或接收来自对象16的全身的信号。以沉积在对象中的高RF功率为代价，使用仅接收局部线圈以及发送体线圈提供了均匀的RF激励和良好的图像均匀性。对于发送-接收局部线圈，局部线圈向感兴趣的区域提供RF激励并接收MR信号，由此减少沉积在对象体内的RF能量。应理解到，RF线圈单元14和/或RF体线圈15的具体使用取决于成像应用。

T/R开关20可以选择性地当在接收模式中操作时将RF体线圈单元15电连接至数据采集单元24，以及当在发送模式中操作时将RF体线圈单元15电连接至RF驱动器单元22。类似地，T/R开关20可以选择性地当在接收模式中操作时将RF线圈单元14电连接至数据采集单元24，以及当在发送模式中操作时将RF线圈单元14电连接至RF驱动器单元22。当RF线圈单元14和RF体线圈单元15两者都用于单次扫描中时，例如如果RF线圈单元14被配置为接收MR信号且RF体线圈单元15被配置为发送RF信号，则T/R开关20可以将控制信号从RF驱动器单元22引导到RF体线圈单元15，而将接收到的MR信号从RF线圈单元14引导到数据采集单元24。RF体线圈单元15的线圈可被配置为在仅发送模式、仅接收模式、或发送-接收模式中操作。局部RF线圈单元14的线圈可配置为在发送-接收模式或仅接收模式中操作。

RF驱动器单元22包括用于驱动RF线圈单元14并在成像空间18中形成高频磁场的栅极调制器(未示出)、RF功率放大器(未示出)、以及RF振荡器(未示出)。RF驱动器单元22基于来自控制器单元25的信号并使用栅极调制器来将从RF振荡器接收到的RF信号调制成具有预定包络的预定时序的信号。由栅极调制器所调制的RF信号由RF功率放大器放大，然后被输出至RF线圈单元14。

梯度线圈驱动器单元23基于来自控制器单元25的控制信号来驱动梯度线圈单元13，并且由此在成像空间18中生成梯度磁场。梯度线圈驱动器单元23包括驱动器电路(未示出)的三个系统，该三个系统对应于被包括在梯度线圈单元13中的三个梯度线圈。

数据采集单元24包括用于采集由RF线圈单元14接收到的磁共振信号的前置放大器(未示出)、相位检测器(未示出)、以及模拟/数字转换器(未示出)。在数据采集单元24中，相位检测器使用来自RF驱动器单元22的RF振荡器的输出作为基准信号来对从RF线圈单元14接收到并由前置放大器放大的磁共振信号进行相位检测，并且向模拟/数字转换器输出经相位检测的模拟磁共振信号以用于转换为数字信号。将由此获得的数字信号输出至数据处理单元31。

MRI装置10包括用于将对象16放置于其上的台26。可以基于来自控制器单元25的控制信号通过移动台26将对象16移入或移出成像空间18。

控制器单元25包括计算机和记录介质，在该记录介质上记录将由计算机执行的程序。当由计算机执行程序时，该程序使装置的各个部分执行对应于预定扫描的操作。记录介质可以包括例如ROM、软盘、硬盘、光盘、磁光盘、CD-ROM、或非易失性存储卡。控制器单元25连接至操作控制台单元32并对输入至操作控制台单元32的操作信号进行处理，并且此外通过向台26、RF驱动器单元22、梯度线圈驱动器单元23、以及数据采集单元24输出控制信号来控制它们。控制器单元25也基于从操作控制台单元32接收到的操作信号来控制数据处理单元31和显示单元33以获得所期望的图像。

操作控制台单元32包括用户输入设备，诸如键盘和鼠标。由操作者使用操作控制台单元32来例如输入诸如成像协议这样的数据并且设定要执行成像序列的区域。将关于成像协议和成像序列执行区域的数据输出至控制器单元25。

数据处理单元31包括计算机和记录介质，在该记录介质上记录要由计算机执行以执行预定数据处理的程序。数据处理单元31连接至控制器单元25，并且基于从控制器单元25接收到的控制信号来执行数据处理。数据处理单元31也连接至数据采集单元24，并且通过将各种图像处理操作应用至从数据采集单元24输出的磁共振信号来生成频谱数据。

显示单元33包括显示设备，并且基于从控制器单元25接收到的控制信号来在显示设备的显示屏上显示图像。显示单元33显示例如关于输入项的图像，操作者从操作控制台单元32输入与该输入项有关的操作数据。显示单元33也显示由数据处理单元31生成的对象16的切片图像。

在扫描期间，线圈接口电缆(未示出)可以用于在RF线圈(例如，RF线圈单元14和RF线圈单元15)与处理系统的其他方面(例如，数据采集单元24、控制器单元25等)之间传输信号，例如，用于控制RF线圈和/或从RF线圈接收信息。如先前解释的，RF体线圈15是发送RF信号的发送线圈，并且局部表面RF线圈14接收MR信号。更一般地，RF线圈用于发送RF激励信号(“发送线圈”)，并接收由成像对象发射的RF信号(“接收线圈”)。在示例中，发送和接收线圈是单个机械和电气结构或结构阵列，其中发送/接收模式可由辅助电路系统切换。在其他示例中，发送体线圈(例如，RF线圈单元15)和表面接收线圈(RF线圈单元14)可以是经由数据获取单元或其他处理单元彼此物理耦合的独立结构。然而，为了提高的图像质量，可以期望提供与发送线圈机械隔离和电隔离的接收线圈。在这种情况下，非常期望接收线圈在其接收模式中与从发送线圈提供的RF脉冲电磁耦合并共振。此外，可以期望在RF脉冲的实际传输期间接收线圈与发送线圈电磁去耦并因此不与发送线圈共振。当接收线圈耦合到RF脉冲的全功率时，这种去耦避免了辅助电路系统内产生的噪声的潜在问题。发明人已经认识到，可以有可能通过微机电系统(MEMS)开关将发送线圈电磁耦合到接收线圈。以这种方式，特别是在发送操作期间，可以有可能将接收线圈与发送线圈电磁去耦或断开。

发明人已经认识到，可以有可能在MRI装置的发送操作期间采用多个MR兼容的MEMS开关来去耦线圈，并且进一步将线圈与接口馈电板和电缆断开。在图2中示出了使用MEMS开关以快速地将接收线圈与发送线圈去耦的示例实施例。图4和图5示出了使用多个MEMS开关将线圈与接口馈电板和电缆断开的示例实施例。将线圈与馈电板断开可以使线圈去耦并且另外减少电缆中的焦耳热。因此，例如，将线圈与馈电板和电缆断开可以允许线圈的更一般的放置而不与体线圈相互作用。

现在转到图2，示出了经由MEMS设备208和线圈接口电缆218而与处理系统206耦合的RF线圈202的示意图200。RF线圈202可以是多通道线圈。在一个示例中，RF线圈202可以是表面接收线圈，其可以是单通道或多通道。RF线圈202是图1的RF线圈14的一个非限制性示例，并且因此可以以MRI装置10中的一个或多个频率操作。

线圈接口电缆218可以用于在RF线圈和处理系统的其他方面之间传输信号，例如，控制RF线圈和/或从RF线圈接收信息。线圈接口电缆可以设置在MRI装置(诸如图1的MRI装置10)的膛孔或成像空间内，并且经受由MRI装置产生和使用的电磁场。在MR系统中，线圈接口电缆218可以支持发送器驱动的共模电流，发送器驱动的共模电流可以转而产生场失真和/或部件的不可预测的加热。通常，通过使用平衡-不平衡变换器阻塞共模电流。平衡-不平衡变换器或共模陷波器提供高共模阻抗，该高共模阻抗转而降低发送器驱动电流的影响。作为示例，包括平衡-不平衡变换器的耦合电子器件或电路204可以与RF线圈202耦合。本文中，电路204可以包括输入平衡-不平衡变换器210、匹配电路212、前置放大器214和输出平衡-不平衡变换器216。

通常，处于其接收模式的RF线圈202可以与体线圈(诸如RF体线圈单元15)耦合，以便接收在发送模式期间发送的RF脉冲的回波。如前所述，如果RF线圈202不用于传输，则在体线圈传输RF脉冲时可以需要将RF线圈202与体线圈去耦。传统上，通过使用共振电路和PIN二极管实现接收线圈与发送线圈的去耦。本文中，二极管可以激活可操作地连接到RF线圈202的失谐电路。然而，二极管激活的失谐电路可能很慢并且可以导致信号损失。代替使用二极管激活的失谐电路，MEMS设备208可以用于将接收线圈与发送线圈去耦，如下所述。本文中，如图3所示，MEMS设备208可以包括以背对背配置的一对MEMS开关。

现在转向图3，示出了示例MEMS设备300。MEMS设备300是图2的MEMS设备208的一个非限制性示例，并且因此可以与RF线圈(诸如图2的RF线圈202)耦合。MEMS设备300包括至少两个MEMS开关，并且如图所示包括以“背对背”配置耦合的第一MEMS开关310和第二MEMS开关312。术语“背对背”是指特定MEMS配置，其中第一MEMS开关310和第二MEMS开关312的各自的致动元件在相应的锚点和栅极处耦合在一起。MEMS设备300可以跨RF线圈的端子(诸如图2的RF线圈202的端子)耦合。在发送操作期间，可以操作MEMS设备300，使得第一MEMS开关310和第二MEMS开关312两者都可以处于断开状态，并且在接收操作期间，第一MEMS开关310和第二MEMS开关312两者都可以处于闭合状态，如下所述。

MEMS设备300的第一MEMS开关310和第二MEMS开关312中的每一个与无源旁路电路332电耦合。MEMS设备300包括控制第一MEMS开关310和第二MEMS开关312中的每一个的单个驱动器或栅极318。无源旁路电路332包括跨第一MEMS开关310耦合的第一电阻器334和跨第二MEMS开关312耦合的第二电阻器336。第一电阻器和第二电阻器的电阻的示例值是100千欧。应理解，该示例中的无源旁路电路中的无源元件被示为电阻元件334，336；然而，可以使用包括电感器的其他无源元件。例如，无源旁路电路332可以通过接收在从断开状态到闭合状态或从闭合状态到断开状态的转换期间跨MEMS开关310和MEMS开关312的触点传输的至少一部分电能来防护MEMS开关310和MEMS开关312。

第一MEMS开关310包括第一梁元件320、第一触点324和第一栅极322。本文中，当致动电压施加到第一栅极322时，第一梁元件320可以接触第一触点324。当第一梁元件320与第一触点324接触时，第一MEMS开关310可以处于闭合状态。当没有致动电压施加到第一栅极322时，第一MEMS开关310可以处于断开状态，其中第一梁元件320可以不与第一触点324电接触。因此，第一栅极322影响第一梁元件320是否与第一触点324电连接，从而控制第一MEMS开关310处于闭合状态还是断开状态。

与第一MEMS开关310相似，第二MEMS开关312包括第二梁元件326、第二触点330和第二栅极328。第二梁元件326可以基于施加到第二栅极328的致动电压接触第二触点330。第一MEMS开关310的第一栅极322和第二MEMS开关312的第二栅极328可以电耦合在一起以形成公共的栅极或驱动器318。如下所述，可以有可能采用单个(或公共的)致动电压来控制第一MEMS开关和第二MEMS开关两者的致动。

作为示例，开关控制器302可以将驱动电压施加到驱动器318，以将MEMS设备300从断开状态切换到闭合状态。同样地，开关控制器302可以停止向驱动器318施加致动电压以将MEMS设备300从闭合状态切换到断开状态。例如，开关控制器302可以将致动电压施加到驱动器318，并且可以使第一梁元件320和第二梁元件326中的每一个偏置，以这种方式使得第一梁元件320可以接触第一触点324并且第二梁元件326可以接触第二触点330。因此，电流可以从第一梁元件和第二梁元件流到相应的第一接触元件和第二接触元件，并且MEMS设备300可以处于“闭合”状态。本文中，致动电压均等地施加到第一栅极322和第二栅极328。以相似的方式，当开关控制器302不向驱动器318施加致动电压时，第一梁元件320和第二梁元件326可以与第一接触元件324和第二接触元件330间隔开。因此，MEMS设备300可以处于“断开”状态。致动电压可以是单个电压值(例如，80V)或电压值的范围(例如，10-100V)。在示例配置中，当开关控制器302将大于阈值电压的电压施加到驱动器318时，第一MEMS开关和第二MEMS开关中的每一个的梁元件可以电耦合到相应的第一触点和第二触点，由此闭合MEMS设备300。当开关控制器施加小于阈值电压(例如，阈值电压＝50V)的电压时，第一MEMS开关和第二MEMS开关中的每一个的梁元件可以与相应的第一触点和第二触点电去耦，由此断开MEMS设备300。以这种方式，例如，包括一对以背对背配置的MEMS开关的MEMS设备300可以被用于将接收RF线圈与发送RF线圈耦合和去耦。因此，当接收RF线圈未被供电(或者例如接收线圈被拔出)时，MEMS开关可以处于断开状态，提供线圈去耦。如前所述，接收线圈和发送线圈的耦合和去耦通常通过使用共振电路和二极管来实现。然而，这些共振电路和二极管较慢。具体地，如果在共振电路和二极管中存储较大量的电荷以承载高RF电流，则开关断开时间可以较慢。通常，为了放电或去除该电荷，共振电路和二极管可以花费超过10微秒。通过用MEMS设备替换这些电路和二极管，可以以更快的速率将RF线圈从耦合状态转换到去耦状态，反之亦然。作为示例，MEMS设备从闭合状态转换到断开状态所花费的时间小于10微秒，并且从打开状态转换到闭合状态所花费的时间约为4微秒。使用MEMS设备来去耦RF线圈的另一个优点是MEMS设备是静电驱动的，因此是可以在RF范围内操作的低功率设备。

在一个示例中，背靠背MEMS被配置为使得致动元件彼此机械耦合。作为示例，在发送操作期间，开关控制器302可以在将RF发送信号选择性地施加到患者之前将MEMS设备300切换到断开状态以将RF线圈与RF接收器去耦。此外，在接收操作期间，开关控制器302可以将MEMS设备300切换到闭合状态，以用于将RF线圈耦合到RF接收器，以使得能够检测与患者中产生的激励相对应的MR信号。检测到的MR信号转而可以被传送到与MRI装置(诸如，图1中示出的MRI装置10)耦合的处理系统(图3中未示出)，用于进一步处理、图像重建和/或显示。因此，MEMS设备300可以集成到MRI装置中，用于在MR发送和/或接收操作期间有效地去耦RF发送线圈和/或RF接收线圈。在一些示例实施例中，附加的电感去耦元件可以与MEMS开关一起使用，以在发送操作期间去耦接收线圈和发送线圈。在发送期间，当发送较大的场时，MEMS开关通过断开环路来断开去耦环路。因此，当发送较大的场时，环路被禁用或断开或者可以允许以作为示例的特定阻抗或电感性阻抗传导。

因此，例如，通过包括MEMS开关以将接收线圈与MRI装置中的发送线圈去耦，可以在发送操作期间使环路中的电流最小化。因此，当MR接收线圈未被供电(或者例如MR接收线圈被拔出)时，MEMS开关可以处于断开状态，提供线圈去耦。返回参考图2，包括一对MEMS开关(如参考图3所述)的MEMS设备208可用于将RF线圈202与线圈接口电缆218耦合和去耦。如在图示200中所示，包括平衡-不平衡变换器的电路204可以附加地与RF线圈202耦合。RF线圈202可以通过MEMS设备208和电路204中的一个或多个与处理系统206电耦合。处理系统206可以包括驱动器、数据采集系统、馈电板、控制器单元、数据处理单元等中的一个或多个。

电路204可以是耦合电路，并且可以包括几个平衡-不平衡变换器、前置放大器等。在一个示例实施例中，电路204可以包括输入平衡-不平衡变换器210和输出平衡-不平衡变换器216。通常，输入平衡-不平衡变换器和输出平衡-不平衡变换器是共振电路，其导致电流大小相等但相位相反，导致零不平衡电流。因此，平衡-不平衡变换器提供高共模阻抗，其可以被用于减轻发送器驱动的共模电流的影响。平衡-不平衡变换器的示例包括螺线管平衡-不平衡变换器、变压器式平衡-不平衡变换器、火箭筒平衡-不平衡变换器(bazookabalun)、晶格平衡-不平衡变换器(lattice balun)等。通常，输入平衡-不平衡变换器和输出平衡-不平衡变换器的结构可以是相同的，尽管输出平衡-不平衡变压器倾向于更稳健。在应用中，输入平衡-不平衡变换器通常可用于在接收状态期间将环路从线圈元件断开。输出平衡-不平衡变换器在发送状态期间停止共模电流向下流动到接口电缆。

平衡-不平衡变换器对处于差分模式的信号电流呈现低阻抗，由此允许DC耦合。然而，对于共模电流，平衡-不平衡变换器充当高阻抗扼流器。共模电流(作为代数和或电缆中的净电流)产生RF线圈和电缆的不必要的耦合和加热。位于RF线圈和接口电缆之间的适当边界处的平衡-不平衡变换器可以是减小共模电流所必需的。另外，在电缆上彼此太靠近定位的平衡-不平衡变换器可能由于边缘磁场而耦合，从而导致平衡-不平衡变换器的失谐，这可能不利地影响平衡-不平衡变换器的功能。因此，平衡-不平衡变换器可以需要额外的调谐，这转而可以增加MRI系统的成本。如上所述去耦RF线圈MEMS开关可以不会完全阻塞共模电流。例如，共振平衡-不平衡变换器的有限Q(或品质因数)加上任何调谐缺陷将降低共模阻塞阻抗。本文中，共振平衡-不平衡变换器的Q因数是共振电路的质量的量度。更正式地，Q是存储的功率与分别在电路电抗和电阻中消耗的功率的比率。

发明人已经认识到可以可能将多个设备作为共模扼流器操作。例如，设备可以包括开关和/或继电器，诸如GaNFET、PIN二极管、MEMS设备等。本文中，如图4所示，多个设备跨RF线圈的端子耦合，并用于将RF线圈与接口馈电板和电缆完全断开。在一些示例实施例中，通过使用多个器件作为共模扼流器，可以消除输出平衡-不平衡变换器，从而简化耦合电路。

现在转到图4，示出了经由第一设备和第二设备中的每一个而与处理系统414耦合的RF线圈402的示意图400。本文中，RF线圈402可以是图2的RF线圈202和/或图1的RF线圈14的示例。在一个示例中，RF线圈402可以是表面接收线圈，其可以是单通道或多通道。RF线圈402的每个端子可以分别通过第一设备406和第二设备408(一起被称为一对设备416)耦合到差分前置放大器412。本文中，该对设备416可以被用于通过在发送期间选择性地断开RF线圈的端子来阻塞共模电流，从而像开路电路一样操作。作为示例，第一设备406可以包括经由第一电路411耦合的一个或多个开关407。同样地，第二设备408可以包括经由第二电路413耦合的一个或多个开关409。在所示的示例中，两个开关407被包括在第一设备406中，并且两个开关409被包括在第二设备408中。第一电路和第二电路可以包括耦合部件，诸如电阻器、电容器等(参考图5详细说明)。在一个示例中，开关407和开关409可以包括继电器、GaNFET、PIN二极管和MEMS设备中的一个或多个，或其任何组合。在一个示例中，第一设备406和第二设备408可以被容纳在单个封装内。本文中，开关407和开关409以及电路411和电路413形成在整体结构或封装内。具体而言，开关407和开关409以及电路411和电路413在单个壳体中。在该示例中，其中开关407和开关409包括MEMS开关，第一电路411和第二电路413可以包括电阻器(诸如图3中所示的第一电阻器334和第二电阻器336)以将MEMS开关以背对背配置耦合。

可以操作该对设备416以在发送操作期间断开和隔离RF线圈402。在该对设备416具有MEMS开关的情况下，在发送操作期间，MEMS开关可以用作浮置阵列，其中每个MEMS开关的梁元件与MEMS开关的相应触点断开。具体而言，在发送操作期间，当MR表面线圈(例如，接收RF线圈)未被供电(或被拔出)时，MEMS开关可以处于断开状态，从而提供线圈去耦。

如前所述，开关可以包括MEMS开关、GaNFET开关、继电器等中的一个或多个。在MEMS开关的情况中，施加在MEMS开关的栅极和梁电极之间的致动电压可以闭合开关。然而，当在栅极和梁电极之间没有施加致动电压时，MEMS开关可以是断开的。在GaNFET开关的情况下，相对于GaNFET开关的源极施加到栅极的激活电压或偏压可以闭合开关；并且当去除偏压时，开关可以被断开。在作为电性地操作的开关的继电器的情况中，施加到继电器的控制信号或致动电压可以能够控制继电器开关的断开和闭合。

例如，RF线圈的端子1耦合到第一设备406(本文中也被称为设备1)，同样地，RF线圈的端子2耦合到第二设备408(本文中也称为设备2)。具体而言，RF线圈402的端子1耦合到第一设备406的第一端子。第一设备406的第二、不同的端子耦合到线圈接口电缆420的端子3。同样地，RF线圈2的端子2耦合到第二设备408的第一端子，并且设备408的第二、不同的端子耦合到线圈接口电缆420的端子4。可选地，电感耦合元件404也可以跨RF线圈402的端子1和2耦合，并且电感耦合元件405可以跨线圈接口电缆420的导线耦合。作为示例，耦合元件可以包括电感器、电容器等。可以理解，流过设备的每个端子的电流的大小可以在流过设备的其他端子的电流的10％之内。因此，流过第一设备和第二设备的所有四个端子的电流的大小可以在彼此的10％之内。

当第一设备406的两个开关闭合时，RF线圈的端子1电连接到线圈接口电缆420的端子3，并且当第二设备408的两个开关闭合时，RF线圈的端子2电连接到线圈接口电缆420的端子4。因此，线圈接口电缆通过耦合电路、前置放大器、共振电路等中的一个或多个将RF线圈耦合到数据采集元件(或处理系统414)。本文中，耦合到线圈接口电缆420的设备将一个或多个RF端子耦合到一个或多个数据采集元件。然而，当第一设备406的两个开关407断开时，RF端子1与线圈接口电缆420(图4)的端子3断接。相似地，当第二设备408的两个开关409断开时，RF端子2与线圈接口电缆420的端子4断接。开关控制器418可以致动开关以选择性地将RF线圈402与差分前置放大器412、处理系统414和线圈接口电缆420中的一个或多个连接和断开。

如图5所示，第一设备406和第二设备408可以每个包括具有几对MEMS开关的MEMS设备。本文中，如参考图3解释的，每个MEMS设备包括以背对背配置的两个MEMS开关。

图5示出了一对MEMS设备501的示例性框图500。该对MEMS设备501包括具有第一MEMS开关(MEMS1)和第二MEMS开关(MEMS 2)的第一电路508与具有第三MEMS开关(MEMS 3)和第四MEMS开关(MEMS4)的第二电路510。第一电路508可以是图4中示出的第一电路411的示例，并且第二电路508可以是图4中示出的第二电路413的示例。

在一个示例中，通过使用耦合元件(例如，电阻器、电容器等)，第一电路508可以与MEMS1和MEMS 2两者电耦合。同样地，第二电路510可以包括与MEMS 3和MEMS 4电耦合的耦合元件(例如，电阻器)。本文中，第一电路508和第二电路510可以在单个壳体内(例如，形成为单个封装)，其可以与MRI系统的RF线圈耦合，具体地耦合到RF线圈的端子，以在MRI系统的特定操作期间断开和隔离RF线圈，如下所述。因此，如参考图3所描述，MEMS1和MEMS 2以背对背配置，并且MEMS 3和MEMS 4以背对背配置。MEMS1和MEMS 2一起形成第一MEMS设备512，并且MEMS 3和MEMS 4形成第二MEMS设备514。第一MEMS设备512可以是图4中示出的第一设备406的示例，并且第二MEMS设备可以是图4中示出的第二设备408的示例。

当第一MEMS设备512的两个MEMS开关断开时，RF端子1与线圈接口电缆420(图4)的端子3断接。相似地，当第二MEMS设备514的两个MEMS开关断开时，RF端子2与线圈接口电缆420(图4)的端子4断接。进一步，每一个MEMS设备可以经由耦合电路506耦合在一起，该耦合电路506可以包括耦合电极和栅电子器件，如下所述。因此，耦合电路506以背对背配置电耦合两组MEMS。在一个示例中，包括耦合电路506的第一MEMS设备和第二MEMS设备可以一起被容纳在单个封装中。

第一MEMS设备512的MEMS1和MEMS 2是MEMS开关，并且可以包括接触元件、梁元件、和栅极，如先前参考图3所解释的。同样地，第二MEMS设备514的MEMS 3和MEMS 4也可以包括接触元件、梁元件和栅极。MEMS1和MEMS2可以通过使用附加耦合元件(诸如，第一电路508的电阻器和电容器)以背对背配置耦合。在一个示例中，电阻器可以是100千欧电阻器，并且电容器可以是1pF。相似地，可以通过使用第二电路510的附加耦合元件将第二MEMS设备514的MEMS 3和MEMS 4耦合。第一MEMS设备512的MEMS1和MEMS 2可以经由耦合电路506与第二MEMS设备的MEMS 3和MEMS 4耦合。该对MEMS设备501可以由开关控制器518控制。开关控制器518可以是图3的开关控制器302和/或图4的开关控制器418的示例。

作为示例，第一MEMS设备512的栅极可以经由耦合电路506的电阻器(例如，100千欧)与该对MEMS设备501的栅极502耦合。同样地，第一MEMS设备512的第一梁元件和第二梁元件每个可以经由耦合电路506的电阻器(例如，100千欧)与该对MEMS设备501的梁电极504耦合。相似地，第二MEMS设备514的栅极可以经由耦合电路506的电阻器与栅极502耦合，并且第二MEMS设备514的第一梁元件和第二梁元件每个可以经由耦合电路506的电阻器与梁电极504耦合。在一个示例中，耦合电路506的电阻器可以是100千欧的电阻。栅极502和梁电极504可以包括附加耦合电阻器和电容器。

当开关控制器518在栅极502和梁电极504之间施加公共致动电压时，致动电压可以驱动每个MEMS开关。本文中，致动电压可以使第一MEMS设备512的第一梁元件和第二梁元件能够接触第一MEMS设备512的相应的第一接触元件和第二接触元件。另外，施加在栅极502和梁电极504之间的相同致动电压可以另外使第二MEMS设备514的第一梁元件和第二梁元件能够接触第二MEMS设备514的相应的第一接触元件和第二接触元件。以这种方式，开关控制器518可以以共同的致动电压同时闭合所有MEMS开关。以相似方式，当控制器停止在栅极502和梁电极504之间施加致动电压时，第一MEMS设备512的第一梁元件和第二梁元件可以与相应的第一MEMS设备512的第一接触元件和第二接触元件机械地和电气地断接。另外，当控制器停止在栅极502和梁电极504之间施加致动电压时，第二MEMS设备514的第一梁元件和第二梁元件可以与相应的第二MEMS设备514的第一接触元件和第二接触元件机械地和电气地断接。以这种方式，开关控制器518可以施加公共致动电压以同时闭合所有的MEMS开关并且结束或停止致动电压的施加以同时断开所有的MEMS开关。

作为示例，开关控制器518可以在栅极502和梁电极504之间施加致动电压(例如，-80V)以偏置第一MEMS设备512的梁元件。偏置第一MEMS设备512的梁元件包括偏置第一MEMS设备512的开关的第一梁元件和第二梁元件两者。另外，当开关控制器在栅极502和梁电极504之间施加致动电压时，第二MEMS设备514的梁元件也被偏置。偏置第二MEMS设备514的梁元件包括偏置第二MEMS设备514的开关的第一梁元件和第二梁元件两者。

因此，当由开关控制器518施加致动电压时，第一MEMS设备512的开关的梁元件可以接触MEMS设备512的对应接触元件，由此闭合MEMS设备512的两个开关。同样地，第二MEMS设备514的开关的梁元件还接触相应的接触元件，由此闭合第二MEMS设备514的两个开关。因此，两对MEMS设备都是闭合的。

第一MEMS设备512的第一梁元件和第二梁元件可以一起形成第一MEMS设备512的端子A，并且第二MEMS设备514的第一和第二梁元件可以一起形成第二MEMS设备514的端子C。本文中，第一MEMS设备512的端子A可以电耦合到图4的RF线圈402的端子1，并且第二MEMS设备514的端子C可以电耦合到图4的RF线圈402的端子2。第一MEMS设备512的第一触点和第二触点可以通过耦合元件(例如，电容器、电阻器等)耦合，并形成端子B。第一MEMS设备512的端子B可以进一步电耦合到图4的线圈接口电缆420的端子3。同样地，通过耦合第二MEMS设备514的第一接触元件和第二接触元件形成的端子D可以电耦合到图4的线圈接口电缆420的端子4。当第一MEMS设备512的开关闭合时(例如，当控制器518将致动电压施加到栅极和梁时)，端子A和端子B电耦合，因此将RF线圈402的端子1电连接到线圈接口电缆420的端子3。因此，电流可以从RF线圈402的端子1流入线圈接口电缆420的端子3。相似地，当第二MEMS设备514的开关闭合时，端子C电耦合到端子D，从而将RF线圈402的端子2电耦合到线圈接口电缆420的端子4。因此，电流可以从RF线圈402的端子2流入线圈接口电缆420的端子4。

然而，当开关控制器518不向栅极502和梁电极504施加致动电压(或例如停止施加致动电压)时，每个MEMS开关的第一梁元件和第二梁元件可以从相应的第一接触元件和第二接触元件间隔开。因此，MEMS设备512和MEMS设备514中的每一个可以处于“断开”状态。因此，端子A可以从第一MEMS设备512的端子B断开，并且同样地，端子C可以从第二MEMS设备514的端子D断开。这转而可以导致RF线圈的端子1和端子2中的每一个从线圈接口电缆的相应端子3和端子4隔离。在一个示例中，跨MEMS开关的电容隔离在0.3和1pF之间，并且无源电阻器跨开关提供200千欧的总电阻。在MEMS开关中包括无源元件的优点是过电流可以不会通过致动连接泄漏。因此，RF线圈402的端子1可以与线圈接口电缆420的端子3隔离，并且RF线圈402的端子2可以与线圈接口电缆420的端子4隔离。以这种方式，例如，每个包括以背对背配置的一对MEMS开关的MEMS设备501可以用于选择性地将接收RF线圈与发送RF线圈连接和断开。通过使用MEMS设备作为RF开关的优点是MEMS设备是低功率设备，其在断开时可提供高RF隔离，在闭合时可以提供低插入损耗。例如，基于PIN二极管的开关可能需要数十毫瓦的功率才能以共振阻塞状态。将RF线圈的端子从线圈接口电缆的端子断开也可以使接收RF线圈从发射RF线圈去耦，反之亦然。因此，在发送操作期间，当发送较大的场时，MEMS开关对通过断开环路来去耦RF线圈/环路。

可以理解，将该对MEMS开关跨每个RF线圈402端子耦合具有若干优点。如上所述，通过在发送操作期间断开每个MEMS设备的MEMS开关，RF线圈402的每个端子可以与线圈接口电缆420和馈电板(例如，包括差分前置放大器412和处理系统414)断开。以这种方式，接收线圈可以与发送线圈完全隔离或断开。

作为另一个优点，可以减少额外的共振电路。代替使用额外的平衡-不平衡变换器作为共模扼流器来阻塞沿着线圈接口电缆420的导线流动的共模电流，可以有可能使用该对MEMS设备501来充当共模扼流器。本文中，当第一MEMS设备512的该对开关MEMS1和MEMS 2断开时，RF线圈402的端子1与线圈接口电缆420的端子3电断接或隔离。同样地，当第二MEMS设备514的该对开关MEMS 3和MEMS 4断开时，RF线圈402的端子2与线圈接口电缆420的端子4电断接或隔离。因此，当所有四个MEMS开关都断开时，RF线圈402和线圈接口电缆420之间存在高隔离，并且RF线圈和馈电板之间存在高隔离，由此，阻塞了共模电流流入例如前置放大器412。以这种方式，具有多个MEMS开关的该对MEMS设备501可以阻塞共模电流而无需额外的共振电路。因此，MEMS开关具有减少的与发送场的相互作用，因此例如减少了对发送系统的失谐效应。在一个示例实施例中，与传统平衡-不平衡变换器相比，MEMS开关的大小可以更小，并且可以另外更紧密地封装在一起，以形成单个共模阻塞器。在一些示例中，将若干MEMS开关封装在一起可以消除对额外输出平衡-不平衡变换器的需要。差分前置放大器412(图4中所示)可以执行流过线圈接口电缆420的电流的额外隔离。

例如，使用MEMS设备作为共模扼流器来阻塞共模电流可以降低前置放大器饱和度。传统上，在静音成像中，前置放大器可以容易饱和，并且从饱和度恢复可能相对漫长(例如，大约几十微秒)。然而，当MEMS设备用作共模扼流器时，前置放大器可能不饱和。由于前置放大器未饱和，因此当MEMS开关用作共模扼流器时，可以避免由于传统装置中的饱和恢复而导致的额外的时间损失。

作为共模阻断器，该对MEMS设备501可以被定位在差分前置放大器412的输入端，如图4所示。然而，可以有可能将该对设备416定位在沿差分前置放大器的输出处的线圈接口电缆的位置处，如图6所示。

传统上，平衡-不平衡变换器沿线圈接口电缆定位，以阻塞共模电流，如图6A所示。在图6A中，示出了沿着线圈接口电缆614定位的平衡-不平衡变换器616的示意图600。本文中，RF线圈604位于体线圈602内。RF线圈604耦合到前置放大器606，并且进一步耦合到线圈接口电缆614，线圈接口电缆614将RF线圈604耦合到MRI装置(未示出)的处理系统。

通常，平衡-不平衡变换器616在高电流位置耦合到线圈接口电缆614。驻波电流分布610示出了当电流612沿着线圈接口电缆614行进时的电流612的分布。作为示例，驻波电流分布610示出了电流在两个位置处高(由垂直虚线613标记)。平衡-不平衡变换器616通常被放置在高电流位置，并且平衡-不平衡变换器616为共模电流提供高阻抗。然而，RF线圈604通常任意地被放置在体线圈602内。因此，可能不知道高电流位置，并且将平衡-不平衡变换器定位在适当的位置可能是困难的。然而，通过使用如前所述的开关620，设备608可以被定位在沿着线圈接口电缆614的任何位置。图6B中示出了示例配置。这样，先前在图6A中引入的部件在图6B中类似地编号。

现在转到图6B，示例示意图618示出了用于沿接收路径624定位设备608的可能位置。设备608可以包括多个开关。开关可以包括GaNFET、PIN二极管、MEMS和继电器中的一个或多个。接收路径624可以包括耦合电路、处理系统、采集元件、馈电板、线圈接口电缆等中的一个或多个。设备608可以是图4中所示的该对设备416和图5中示出的该对设备501的非限制性示例。在一个示例中，设备608可以包括跨线圈接口电缆614的导线中的一个耦合的第一开关620，并且另外包括耦合到线圈接口电缆614的另一个导线的第二开关622。在一个示例中，设备608可以是MEMS设备(诸如，图5的MEMS设备512和MEMS设备514)，并且开关620和622可以包括以背对背配置的MEMS开关对(如先前参考图5所述)。在本文中，线圈接口电缆614将RF线圈604耦合到发射线圈、处理系统、耦合电路、馈电板等中的一个或多个。可选地，设备608可以跨RF线圈604的不同端子耦合。

在设备608是MEMS设备的示例中，MEMS设备的MEMS开关可以由共同的致动电压致动。MEMS设备的操作可以由开关控制器625控制。开关控制器625是图4的开关控制器418和图5的开关控制器518的一个非限制性示例。

当开关控制器625将致动电压施加到设备608时，在第一和第二开关620和622中的每一个上施加相同的致动电压。因此，可以闭合所有开关，并且可以沿着线圈接口电缆614发送电流。当设备608跨RF线圈604的端子耦合时，闭合开关导致RF线圈连接到接收路径中的前置放大器606。因此，RF线圈604可以能够从发送线圈接收MR信号。

当致动电压没有被施加到第一开关620和第二开关622时，所有开关可以处于断开状态，由此阻塞共模电流沿着线圈接口电缆614传输。通过断开所有开关，线圈接口电缆614的每根导线可以与线圈和馈电板断开，从而使电路开路以阻塞共模电流。以这种方式，可以减小在线圈接口电缆中流动的循环电流，特别是在发送操作期间。

现在转向图7，示出了用于在发送操作期间将接收RF线圈从发送RF线圈断开的示例方法700。具体而言，通过操作耦合到接收和/或发射RF线圈的每个端子的一对设备来实现接收线圈从发射线圈断开。在一个示例中，设备可以包括多个开关，诸如GaNFET、PIN二极管、MEMS等。方法700可以由图1-6中描绘的部件和系统来执行；然而，应理解，在不脱离本公开的范围的情况下，该方法可以在未描绘的其他部件和系统上实现。用于执行本文中的方法700的指令可以由控制器(例如，图1的控制器25)基于存储在控制器的存储器上的指令并结合从成像系统的传感器(诸如，在上文中参考图1-6描述的传感器)接收的信号来执行。根据下文描述的方法，控制器可以采用MRI成像系统的致动器来调节成像系统和RF线圈的操作。作为示例，在接收操作期间，控制器可以将致动电压施加到多个开关，从而将RF线圈耦合到接收路径以闭合多个开关。因此，RF线圈可以电耦合到接收路径。作为另一个示例，在发送操作期间，控制器可以停止向多个开关施加致动电压，从而断开所有开关并将RF线圈与接收路径断接。

方法700在702开始，在702，该方法包括在发送操作期间，以第一模式操作第一设备和第二设备。在一个示例中，第一设备和第二设备每个都可以是MEMS设备。本文中，在704，以第一模式操作第一MEMS设备和第二MEMS设备包括停止在第一MEMS设备和第二MEMS设备的栅极和梁之间施加致动电压。在一个示例中，第一MEMS设备和第二MEMS设备中的每一个可以包括以背对背配置的一对MEMS开关。因此，MEMS开关耦合在一起，使得开关由共同的致动电压门控。本文中，控制器(诸如，图4的开关控制器418)可以停止在栅极和梁之间施加致动电压。因此，每个MEMS开关的梁元件从相应的接触元件分离，由此断开第一MEMS设备和第二MEMS设备的所有MEMS开关。

在另一个示例中，第一设备和第二设备可以包括GaNFET开关。在本文中，施加到栅极的相对于GaNFET的源极的致动电压或偏压使开关闭合，并且当去除偏压时，开关断开。在又另一个示例中，第一设备和第二设备每个可以包括继电器。继电器是电性操作的开关。类似于到目前为止所描述的MEMS开关和GaNFET，给予继电器的控制信号或致动电压可以控制继电器开关的断开和闭合。在706处，方法700包括将接收RF线圈与发射RF线圈断开。接收RF线圈与接收路径断开。在本文中，接收路径可以包括耦合电路、处理系统、馈电板、线圈接口电缆等中的一个或多个。在一个示例中，在708处，设备跨RF线圈的每个端子耦合，并且断开设备包括将RF线圈的每个端子与耦合电子器件的端子断开。以这种方式，接收RF线圈可以与发送RF线圈断开，并且可以最小化由于线圈的耦合引起的RF场的任何失真。

可选地，这些设备可以沿着线圈接口电缆的不同导线耦合，该导线将RF线圈耦合到馈电板。在710处，可以替代地通过断开耦合到线圈接口电缆的开关来实现断开RF线圈。以这种方式，可以在发送操作期间阻塞共模电流。

在712处，方法包括在接收操作期间，以第二模式操作第一设备和第二设备。在714处，以第二模式操作设备包括将致动电压施加到每个设备的开关以闭合开关。

在一个示例中，在开关是MEMS开关的情况下，控制器可以停止在栅极和梁之间施加致动电压以断开MEMS开关。因此，每个MEMS开关的梁元件从相应的接触元件分离，由此断开第一MEMS设备和第二MEMS设备的所有MEMS开关。在开关是GaNFET开关的另一示例中，可以去除致动电压或偏压，并且可以断开GaNFET开关。

在716处，该方法包括通过闭合开关以将接收线圈重新连接到发送线圈。在一个示例中，当系统从发送模式转换到接收模式时，该方法包括通过将开关从断开位置移动到闭合位置来将开关从第一模式转换到第二模式。将开关从断开位置移动到闭合位置包括将公共致动电压施加到第一设备和第二设备的栅极和梁以闭合第一设备和第二设备的所有开关。例如，在718处，闭合跨RF线圈的端子耦合的开关可以包括将接收线圈连接到RF发送线圈。可选地，在720处，闭合开关可以包括重新连接将RF线圈耦合到馈电板的线圈接口电缆的导线。方法700结束。

以这种方式，在发送操作期间，接收线圈可以与发送线圈完全断开。使用MEMS开关对的技术效果是可以断开开关以在发送期间隔离线圈，并且可以进一步被用作共模扼流器，从而减少共模电流传播到馈电板和电缆。沿着电缆流动的共模电流可以激励解剖结构，并且可以产生无根据的MR信号。在一些示例中，共模电流可以抑制来自正被成像的区域的MR信号。由电流产生的局部场可能导致局部B1场失真。因此，通过断开耦合到线圈接口电缆的MEMS开关来减小共模电流，可以减少MR信号中的失真。因此，当MEMS开关断开时，MEMS开关的每个梁电极与相应的接触元件断开，从而呈现浮置的MEMS开关。此外，开关的浮置MEMS阵列可以具有减少的与环境和/或体线圈的相互作用，从而减少了将额外的谐振电路构建到MRI装置中的需要。此外，MEMS设备是静电驱动的，因此可以从打开状态快速地转换到闭合状态。因此，MRI装置可以以更高的速度从发送操作切换到接收操作，从而允许以更快的速率执行成像。这转而可以减少患者暴露于辐射。

在另一个表示中，一种方法包括，在发送操作期间，操作一对MEMS设备以断开线圈接口电缆的每个电缆以阻塞共模电流沿着线圈接口电缆流动，该电缆可操作地将接收线圈耦合到发射线圈。在一个示例中，每个MEMS设备包括以背对背配置的两个MEMS开关。该操作可以包括同时断开每个MEMS设备的两个MEMS开关，以隔离线圈接口电缆的每个电缆以阻塞共模电流的流动。该方法可以进一步包括，在接收操作期间，重新连接线圈接口电缆的每个电缆，以允许电流沿着线圈接口电缆流动。重新连接可以包括将公共致动电压施加到该对MEMS设备中的每一个的两个MEMS开关的端子，以闭合每对MEMS设备的两个MEMS开关。

上文描述的系统和方法还提供了一种设备，该设备包括具有第一端子和第二端子的设备；第一设备，可操作地将射频(RF)线圈的第一端子与一个或多个数据采集元件耦合；以及第二设备，具有第三端子和第四端子，第二设备可操作地将RF线圈的第二不同端子与一个或多个数据采集元件耦合。在该设备的第一示例中，该设备可以附加地或替代地包括其中第一设备的第一端子电耦合到RF线圈的第一端子，并且其中第二设备的第三端子电耦合到RF线圈的第二端子。该设备的第二示例可选地包括第一示例，并且还包括其中第一设备的第二端子电耦合到耦合电路的第一端子，并且第二设备的第四端子耦合到耦合电路的第二端子，耦合电路将第一设备和第二设备的一个或多个端子电耦合到一个或多个采集元件。该设备的第三示例可选地包括第一示例和第二示例中的一个或多个，并且进一步包括，其中耦合电路的第一端子和第二端子是输入端子。该设备的第四示例可选地包括第一示例至第三示例中的一个或多个，并且进一步包括，其中耦合电路的第一端子和第二端子是输出端子。该设备的第五示例可选地包括第一示例至第四示例中的一个或多个，并且进一步，其中第一设备和第二设备中的每一个包括GaNFET开关、二极管、微机电系统(MEMS)设备、和继电器中的一个或多个，MEMS设备具有以背对背配置耦合的一对MEMS开关。该设备的第六示例可选地包括第一示例至第五示例中的一个或多个，并且进一步包括可操作地耦合到第一设备和第二设备中的每一个的控制器，并且配置有非暂时性存储器中的指令，当执行该指令时，导致控制器：在接收操作期间，向第一设备和第二设备中的每一个施加公共致动电压，以将RF线圈的第一端子和第二端子连接到耦合电路的相应输入端子。该设备的第七示例可选地包括第一示例至第六示例中的一个或多个，并且进一步包括，其中控制器配置有非暂时性存储器中的指令，当执行该指令时，导致控制器：当RF线圈未被供电时，在发送操作期间，停止向第一设备和第二MEMS设备中的每一个施加致动电压以将RF线圈的第一端子和第二端子与耦合电路的相应输入端子断开。

上述系统和方法还提供了一种方法，该方法包括在发送操作期间，以第一模式操作第一设备和第二设备以将接收射频(RF)线圈从发送RF线圈断开，第一设备和第二设备可操作地将接收RF线圈耦合到成像装置的发送RF线圈，并且在接收操作期间，以第二模式操作第一设备和第二设备中的每一个以将接收RF线圈重新连接到发送RF线圈。在该方法的第一示例中，该方法可以附加地或替代地包括，其中第一设备和第二设备各自包括以背对背配置耦合的两个微机电系统(MEMS)开关，并且其中通过第一设备和第二设备的每个端子的电流的大小在彼此的10％之内。该方法的第二示例可选地包括第一示例，并且进一步包括，其中以第一模式操作第一设备和第二设备包括停止施加致动电压以断开第一MEMS设备和第二设备中的每一个的两个开关，以将接收RF线圈与发送RF线圈隔离，并且其中通过RF线圈的第一端子的电流的大小在通过RF线圈的第二不同端子的电流的大小的10％之内。该方法的第三示例可选地包括第一示例和第二示例中的一个或多个，并且进一步包括，其中以第二模式操作第一设备和第二设备包括施加致动电压以闭合第一设备和第二设备中的每一个的两个开关以将接收RF线圈连接到发送RF线圈。该方法的第四示例可选地包括第一示例至第三示例中的一个或多个，并且进一步包括，其中第一设备和第二设备被定位在耦合电路的输入处。该方法的第五示例可选地包括第一示例至第四示例中的一个或多个，并且进一步包括，其中闭合第一设备和第二设备中的每一个的两个开关包括将接收RF线圈的端子电耦合到耦合电路的输入端子，并且其中，断开第一设备和第二设备中的每一个的两个开关包括将接收RF线圈的端子与耦合电路的输入端子电去耦。该方法的第六示例可选地包括第一示例至第五示例中的一个或多个，并且进一步包括，其中耦合电路包括平衡-不平衡变换器、匹配电路、馈电板和前置放大器中的一个或多个。该方法的第七示例可选地包括第一示例至第三示例中的一个或多个，并且进一步包括，其中第一设备和第二设备包括耦合到线圈接口电缆的不同导线的继电器、PIN二极管和GaNFET中的一个或多个。该方法的第八示例可选地包括第一至第三示例中的一个或多个，并且进一步包括，其中打开第一设备和第二设备中的每一个的两个开关包括阻塞流过线圈接口电缆的共模电流，并且其中闭合第一MEMS设备和第二设备中的每一个的两个MEMS开关包括允许共模电流流过线圈接口电缆。

上述系统和方法还提供了一种系统，该系统包括：接收RF线圈，被配置为沿接收路径接收RF信号并发送RF信号；多个MEMS开关，沿接收路径放置，包括耦合到RF线圈的第一端子的第一MEMS开关和耦合到RF线圈的第二端子的第二MEMS开关；以及控制器，可操作地耦合到多个MEMS开关并且被配置有非暂时性存储器中的指令，当该指令被执行时导致控制器：响应于接收到发送转换，将多个MEMS开关从断开位置调整到闭合位置以将接收RF线圈与接收路径电断开，并且响应于发送到接收转换，将多个MEMS开关从闭合位置调整到断开位置，以将接收RF线圈与接收路径电连接。在该系统的第一示例中，系统可以附加地或替代地包括，其中多个MEMS开关包括第一对MEMS开关，耦合到接收RF线圈的第一端子和耦合电路的第一输入中的每一个，第一对MEMS开关包括第一MEMS开关；以及第二对MEMS开关，耦合到接收RF线圈的第二端子和耦合电路的第二输入中的每一个，第二对MEMS开关包括第二MEMS开关，耦合电路的输出可操作地耦合到发送RF线圈。该系统的第二示例可选地包括第一示例和第二示例中的一个或多个，并且进一步包括，其中断开多个MEMS开关包括断开第一对MEMS开关和第二对MEMS开关中的每一个以将接收RF线圈的第一端子从耦合电路的第一输入电断开并且将接收RF线圈的第二端子从耦合电路的第二输入电断开。

如本文中所使用的，以单数叙述且冠以用词“一”或“一个”的元件或步骤应该被理解为不排除所述元件或步骤的复数，除非此类排除被明确地陈述。此外，参照本发明的“一个实施例”并不旨在被解释为排除也纳入所叙述的特征的额外实施例的存在。而且，除非明确声明相反，否则“包括(comprising)”、“包括(including)”、“具有(having)”具有特定性质的一个或多个组件的实施例可包括不具有该性质的另外的此类组件。术语“包括(including)”和“其中(in which)”被用作相应的术语“包括(comprising)”和“其中(wherein)”的简明语言对等词。此外，术语“第一”、“第二”和“第三”等仅用作标签，并且不旨在对其对象强加数字要求或特定位置顺序。

此书面说明书使用示例来公开本发明，包括最佳模式，也可以使任何相关技术领域的普通技术人员能够实现本发明，包括制造并使用任何设备或系统以及执行任何涵盖的方法。本发明的专利保护范围由权利要求书限定，并可包括本领域技术人员知道的其他示例。如果它们具有与权利要求书的文字语言没有区别的结构要素，或者它们包括与权利要求书的文字语言无实质区别的等效结构要素，则旨在使该其它示例落在权利要求书的范围内。

Claims (19)

1.一种用于磁共振成像的断开RF线圈的系统，包括：

RF线圈；

前置放大器，所述前置放大器的输入端耦合到所述RF线圈，所述前置放大器包括第一输出端子和第二输出端子，所述前置放大器的第一输出端子和第二输出端子耦合到线圈接口电缆，所述线圈接口电缆用于将所述RF线圈耦合到一个或多个数据采集元件；以及，

跨所述线圈接口电缆的导线设置的第一设备和第二设备；所述第一设备具有第一端子和第二端子，所述第一设备可操作地将所述RF线圈的第一端子与一个或多个数据采集元件耦合；所述第二设备具有第三端子和第四端子，所述第二设备可操作地将所述RF线圈的第二、不同的端子与所述一个或多个数据采集元件耦合；

其中，所述第一设备的所述第一端子电耦合到所述前置放大器的第一输出端子，并且其中，所述第二设备的所述第三端子电耦合到所述前置放大器的第二输出端子。

2.如权利要求1所述的系统，其中所述第一设备的所述第二端子电耦合到耦合电路的第一端子，并且所述第二设备的所述第四端子耦合到所述耦合电路的第二端子，所述耦合电路将所述第一设备和所述第二设备的一个或多个端子电耦合到所述一个或多个采集元件。

3.如权利要求2所述的系统，其中所述耦合电路的所述第一端子和所述第二端子是输入端子。

4.如权利要求2所述的系统，其中所述耦合电路的所述第一端子和所述第二端子是输出端子。

5.如权利要求1所述的系统，其中所述第一设备和所述第二设备中的每一个包括GaNFET开关、二极管、MEMS设备和继电器中的一个或多个，所述MEMS设备具有以背对背配置耦合的一对MEMS开关。

6.如权利要求3所述的系统，进一步包括可操作地耦合到所述第一设备和所述第二设备中的每一个的控制器，并且所述控制器配置有非暂时性存储器中的指令，当所述指令被执行时导致所述控制器：在接收操作期间，将公共致动电压施加到所述第一设备和所述第二设备中的每一个以将所述RF线圈的所述第一端子和所述第二端子连接到所述耦合电路的相应的输入端子。

7.如权利要求6所述的系统，其中所述控制器被配置有在非暂时性存储器中的指令，当所述指令被执行时导致所述控制器：在发送操作期间，当所述RF线圈未被供电时，停止将所述致动电压施加到所述第一设备和所述第二设备中的每一个，以将所述RF线圈的所述第一端子和所述第二端子从所述耦合电路的相应的输入端子断开。

8.一种用于磁共振成像的断开RF线圈的方法，包括：在发送操作期间，以第一模式操作第一设备和第二设备以将接收RF线圈与发送RF线圈断开，所述第一设备和所述第二设备可操作地将成像装置的所述接收RF线圈与所述发送RF线圈耦合；并且在接收操作期间，以第二模式操作所述第一设备和所述第二设备中的每一个，以将所述接收RF线圈与所述发送RF线圈重新连接；

其中，所述成像装置包括：

RF线圈；

前置放大器，所述前置放大器的输入端耦合到所述接收RF线圈，所述前置放大器包括第一输出端子和第二输出端子，所述前置放大器的第一输出端子和第二输出端子耦合到线圈接口电缆，所述线圈接口电缆用于将所述接收RF线圈耦合到一个或多个数据采集元件，所述第一设备和第二设备跨所述线圈接口电缆的导线设置，所述第一设备具有第一端子和第二端子，所述第一设备可操作地将所述接收RF线圈的第一端子与一个或多个数据采集元件耦合；所述第二设备具有第三端子和第四端子，所述第二设备可操作地将所述接收RF线圈的第二、不同的端子与所述一个或多个数据采集元件耦合，所述第一设备的所述第一端子电耦合到所述前置放大器的第一输出端子，并且，所述第二设备的所述第三端子电耦合到所述前置放大器的第二输出端子。

9.如权利要求8所述的方法，其中所述第一设备和所述第二设备各自包括以背对背配置耦合的两个MEMS开关，并且其中通过所述第一设备和所述第二设备的每个端子的电流的大小在彼此的10％之内。

10.如权利要求9所述的方法，其中以第一模式操作所述第一设备和所述第二设备包括：停止施加致动电压以断开所述第一设备和所述第二设备中的每一个的所述两个MEMS开关，以将所述接收RF线圈与所述发送RF线圈隔离，并且其中通过所述RF线圈的第一端子的电流的大小在通过所述RF线圈的第二、不同的端子的电流的大小的10％之内。

11.如权利要求10所述的方法，其中以所述第二模式操作所述第一设备和所述第二设备包括：施加所述致动电压以闭合所述第一设备和所述第二设备中的每一个的所述两个MEMS开关，以将所述接收RF线圈连接到所述发送RF线圈。

12.如权利要求9所述的方法，其中所述第一设备和所述第二设备被定位在耦合电路的输入处。

13.如权利要求12所述的方法，其中闭合所述第一设备和所述第二设备中的每一个的所述两个MEMS开关包括：将所述接收RF线圈的端子电耦合到所述耦合电路的输入端子，并且其中断开所述第一设备和所述第二设备中的每一个的所述两个MEMS开关包括：将所述接收RF线圈的所述端子从所述耦合电路的所述输入端子电去耦。

14.如权利要求12所述的方法，其中所述耦合电路包括平衡-不平衡变换器、匹配电路和馈电板中的一个或多个。

15.如权利要求9所述的方法，其中第一设备和所述第二设备包括耦合到线圈接口电缆的不同导线的一个或多个继电器、PIN二极管、和GaNFET。

16.如权利要求15所述的方法，其中断开所述第一设备和所述第二设备中的每一个的所述两个MEMS开关包括：阻塞流过所述线圈接口电缆的共模电流，并且其中闭合所述第一设备和所述第二设备中的每一个的所述两个MEMS开关包括允许所述共模电流流过所述线圈接口电缆。

17.一种磁共振成像系统，包括：

发送RF线圈，被配置为发送激励信号；

接收RF线圈，被配置为沿着接收路径接收RF信号并发送所述RF信号；

前置放大器，其输入端耦合到所述接收RF线圈；

多个MEMS开关，沿着所述接收路径放置，所述多个MEMS开关包括：耦合到所述前置放大器的第一输出端子的第一MEMS开关以及耦合到所述前置放大器的第二输出端子的第二MEMS开关；以及

控制器，所述控制器可操作地耦合到所述多个MEMS开关并且配置有非暂时性存储器中的指令，当所述指令被执行时导致所述控制器：响应于接收到发送转换，将所述多个MEMS开关从断开位置调整到闭合位置以将所述接收RF线圈从所述接收路径断接；并且响应于发送到接收转换，将所述多个MEMS开关从所述闭合位置调整到所述断开位置以将所述接收RF线圈电连接到所述接收路径。

18.如权利要求17所述的系统，其中所述多个MEMS开关包括第一对MEMS开关和第二对MEMS开关，所述第一对MEMS开关耦合到所述前置放大器的第一输出端子和耦合电路的第一输入中的每一个，所述第一对MEMS包括所述第一MEMS开关，并且所述第二对MEMS开关耦合到所述前置放大器的第二输出端子和所述耦合电路的第二输入中的每一个，所述第二对MEMS开关包括所述第二MEMS开关，所述耦合电路的输出可操作地耦合到所述发送RF线圈。

19.如权利要求18所述的系统，其中断开所述多个MEMS开关包括：断开所述第一对MEMS开关和所述第二对MEMS开关中的每一个，以将所述接收RF线圈从所述耦合电路的所述第一输入电断开并且将所述接收RF线圈从所述耦合电路的所述第二输入电断开。