CN109952061B - 用于mr成像的射频线圈系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供了用于磁共振成像(MRI)系统的柔性、轻质且低成本的一次性射频(RF)线圈的各种方法和系统。在一个示例中，用于MRI成像系统的射频线圈组件包括：环部分，该环部分包括分布式电容导线；耦合电子部分，该耦合电子部分包括前置放大器；以及一次性材料，该一次性材料至少封闭环部分，该一次性材料包括纸、塑料和/或布料中的一种或多种。

Description

用于MR成像的射频线圈系统

相关申请的交叉引用

本申请要求2016年11月23日提交的名称为“用于MR成像的射频线圈系统(SYSTEMSFOR A RADIO FREQUENCY COIL FOR MR IMAGING)”的美国临时专利申请No.62/425,991的优先权，其全部内容通过引用的方式并入本文以用于所有目的。

技术领域

本文所公开的主题的实施方案涉及磁共振成像(MRI)，更具体地，涉及MRI射频(RF)线圈。

背景技术

磁共振成像(MRI)是一种医学成像模式，可以在不使用x线或其他电离辐射的情况下创建人体内部的图像。MRI系统包括超导磁体以产生强而均匀的静磁场。当人体或人体的一部分被放置在磁场中时，与组织水中的氢核相关联的核自旋变得极化，其中与这些自旋相关联的磁矩优先沿磁场方向对准，从而导致沿该轴的小的净组织磁化。MRI系统还包括梯度线圈，其产生具有正交轴的较小幅度、空间变化的磁场，以通过在身体中的每个位置处创建特征共振频率来对磁共振(MR)信号进行空间编码。然后使用射频(RF)线圈在氢核的共振频率处或附近产生射频能量的脉冲，该脉冲向核自旋系统增加能量。随着核自旋放松回到其静止能量状态，它们以MR信号的形式释放所吸收的能量。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。

如所提及的，射频线圈用于MRI系统中以传输射频激发信号(“传输线圈”)，并接收由成像对象(“接收线圈”)发射的MR信号。线圈接口电缆可用于在射频线圈与处理系统的其他方面之间传输信号，例如以控制射频线圈和/或从射频线圈处接收信息。然而，常规的射频线圈往往体积庞大、刚性并且被配置为相对于阵列中的其他射频线圈保持在固定位置。这种庞大和缺乏柔韧性通常会阻止射频线圈环与所需的解剖结构最有效地耦合并使它们令成像对象非常不舒服。此外，线圈与线圈的交互作用决定了线圈的尺寸和/或从覆盖或成像加速度的角度非理想地定位。

发明内容

在一个实施方案中，用于磁共振(MRI)系统的射频(RF)线圈组件包括：环部分，该环部分包括分布式电容导线；耦合电子部分，该耦合电子部分包括前置放大器；以及一次性材料，该一次性材料至少封闭环部分，该一次性材料包括纸、塑料和/或布料中的一种或多种。以这种方式，可以提供柔性且一次性的射频线圈组件，其允许阵列中的射频线圈更加任意地定位，从而允许线圈的放置和/或尺寸基于所期望的解剖结构覆盖范围，而不必考虑固定的线圈重叠或电子器件定位。线圈可以相对容易地适应并符合患者的解剖结构或半刚性壳体轮廓。另外，由于最小化的材料和生产工艺，射频线圈的成本和重量可以显著降低，并且环境友好的工艺可以用于本公开的射频线圈与常规射频线圈的制造和小型化。因此，由于低成本和低材料量，射频线圈可以是一次性的，从而能够定制射频线圈的布置并减少射频线圈的操作者维护。

应当理解，提供上面的简要描述以便以简化的形式介绍在具体实施方式中进一步描述的精选概念。这并不意味着识别所要求保护的主题的关键或必要特征，该主题范围由具体实施方式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上文或本公开的任何部分中提到的任何缺点的实施方式。

附图说明

通过参考附图阅读以下对非限制性实施方案的描述，将会更好地理解本发明，其中：

图1是根据实施方案的MRI系统的框图。

图2示意性地示出了耦接到控制器单元的示例射频线圈。

图3示出了第一示例射频线圈和相关联的耦合电子器件。

图4示出了第二示例射频线圈和相关联的耦合电子器件。

图5示出了多个示例射频线圈阵列构型。

图6示出了耦接到半刚性线圈架的示例一次性射频线圈阵列，其可用于放射肿瘤学应用。

图7示出了示例一次性射频线圈阵列，其可用于放射肿瘤学应用。

图8示出了示例一次性射频线圈阵列。

图9示出了图8的示例一次性射频线圈阵列的分解图。

图10示出了另一示例一次性射频线圈阵列。

图11和图12示意性地示出了示例一次性射频线圈阵列套件。

图13是示出使用一次性射频线圈阵列的方法的流程图。

图14示意性地示出了示例射频线圈阵列接口电缆，其包括位于MRI系统的处理系统与射频线圈阵列之间的多个连续和/或邻接的共模陷阱。

图15和图16示意性地示出了示例射频线圈阵列接口电缆，其包括多个连续和/或邻接的共模陷阱。

具体实施方式

以下描述涉及MRI系统中的射频(RF)线圈的各种实施方案。具体地，提供了用于低成本、柔性和轻质射频线圈的系统和方法，其在多个方面都是有效透明的。考虑到线圈的低重量和射频线圈实现的柔性封装，射频线圈对患者是有效透明的。由于磁和电耦合机制的最小化，射频线圈对射频线圈阵列中的其他射频线圈也是有效透明的。此外，射频线圈通过电容最小化对其他结构有效透明，并且通过质量减少对正电子透明，使得能够在混合正电子发射断层显像(PET)/MR成像系统中使用射频线圈。射频线圈可以是低成本的，使得射频线圈可以是一次性的。本公开的射频线圈可以用在各种磁场强度的MRI系统中。

与常规射频线圈中使用的相比，本公开的射频线圈包括显著更少量的铜、印刷电路板(PCB)材料和电子部件，并且包括平行的细长导线导体，其由介电材料封装和分离，从而形成线圈元件。平行线形成低电抗结构，而不需要分立电容器。最小导体的尺寸可以保持容许损耗，消除线圈环之间的大部分电容，并减少了电场耦合。通过与大采样阻抗接口，电流减小并且使磁场耦合最小化。使电子器件的尺寸和内容最小化，以保持质量和重量为低，并防止与所需场的过度交互作用。封装现在可以极其灵活和/或便宜，这允许符合解剖结构、优化信噪比(SNR)和成像加速度，并且还允许射频线圈阵列是一次性的。

用于MR的常规射频接收线圈包括通过电容器在它们之间接合的若干导电间隔。通过调节电容器的值，可以使射频线圈的阻抗达到其最小值，通常以低电阻为特征。在共振频率下，所存储的磁能和电能周期性地交替。每个导电间隔由于其长度和宽度，具有一定的自电容，其中电能周期性地存储为静电。这种电的分布发生在约5至15cm的整个导电间隔长度上，从而引起类似范围的电偶极子场。在大介电负载附近，间隔的自电容改变—因此线圈解谐。在有损耗电介质的情况下，偶极电场引起焦耳耗散，其特征在于线圈观察到的总电阻增加。

相比之下，本公开的射频线圈表示几乎理想的磁偶极天线，因为其共模电流沿其周边的相位和幅度是均匀的。射频线圈的电容建立在沿着环周边的两根导线之间。保守电场严格限制在两条平行导线和介电填充材料的小横截面内。在两个射频线圈环重叠的情况下，与常规射频线圈的两个重叠铜迹线相比，交叉处的寄生电容大大地减小。与两个常规的基于迹线的线圈环相比，射频线圈薄的横截面允许更好的磁去耦并减少或消除两个环之间的关键重叠。

图1示出了磁共振成像(MRI)设备10，其包括超导磁体单元12、梯度线圈单元13、射频线圈单元14、射频体或体积线圈单元15、传输/接收(T/R)开关20、射频驱动器单元22、梯度线圈驱动器单元23、数据获取单元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，射频线圈单元14是表面线圈，其是局部线圈，通常被放置在对象16感兴趣的解剖结构附近。在本文中，射频体线圈单元15是传输射频信号的传输线圈，并且局部表面射频线圈单元14接收MR信号。这样，传输体线圈(例如，射频体线圈单元15)和表面接收线圈(例如，射频线圈单元14)是独立但电磁耦合的结构。MRI设备10将电磁脉冲信号传输到放置在成像空间18中的对象16，其中形成静态磁场以执行扫描，用于获得来自对象16的磁共振信号，以基于通过扫描获得的磁共振信号重建对象16的切片的图像。

超导磁体单元12包括例如环形超导磁体，其安装在环形真空容器内。磁体限定了围绕对象16的圆柱形空间，并沿着圆柱形空间的Z方向产生恒定、强大、均匀的静磁场。

MRI设备10还包括梯度线圈单元13，该梯度线圈单元在成像空间18中产生梯度磁场，以便为射频线圈单元14接收的磁共振信号提供三维位置信息。梯度线圈单元13包括三个梯度线圈系统，每个梯度线圈系统产生梯度磁场，该梯度磁场倾斜到彼此垂直的三个空间轴中的一个，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者中产生梯度磁场。更具体地，梯度线圈单元13在对象16的切片选择方向上应用梯度磁场，以选择切片；并且射频体线圈单元15将射频信号传输到对象16的所选切片并激发它。梯度线圈单元13还在对象16的相位编码方向上应用梯度场，以对来自由射频信号激发的切片的磁共振信号进行相位编码。然后梯度线圈单元13在对象16的频率编码方向上应用梯度磁场，以对来自由射频信号激发的切片的磁共振信号进行频率编码。

射频线圈单元14例如被设置为封闭对象16的待成像区域。在一些示例中，射频线圈单元14可以被称为表面线圈或接收线圈。在由超导磁体单元12形成静磁场的静磁场空间或成像空间18中，射频线圈单元14基于来自控制器单元25的控制信号将作为电磁波的射频信号传输到对象16，从而产生高频磁场。这激发了对象16待成像的切片中的质子自旋。射频线圈单元14接收当在对象16的待成像的切片中如此激发的质子自旋返回到与初始磁化矢量对准时产生的电磁波作为磁共振信号。射频线圈单元14可以使用相同的射频线圈传输和接收射频信号。

射频体线圈单元15被设置为例如封闭成像空间18，并且产生射频磁场脉冲，该射频磁场脉冲与主磁场正交，该主磁场由成像空间18内的超导磁体单元12产生，以激发核。与射频线圈单元14相比，其可以与MRI装置10断开并且用另一个射频线圈单元替换，射频体线圈单元15固定地附接并连接到MRI装置10。此外，尽管局部线圈诸如包括射频线圈单元14的那些可以仅从对象16的局部区域传输信号或从其接收信号，但是射频体线圈单元15通常具有更大的覆盖区域。例如，射频体线圈单元15可用于向对象16的整个身体传输或接收信号。使用仅接收局部线圈和传输体线圈提供了均匀的射频激发和良好的图像均匀性，代价是沉积在对象体内的高射频功率。对于传输-接收局部线圈，局部线圈向感兴趣区域提供射频激发并接收MR信号，从而降低沉积在对象体内的射频功率。应当理解，射频线圈单元14和/或射频体线圈单元15的特定用途取决于成像应用。

当在接收模式下操作时，T/R开关20可以选择性地将射频体线圈单元15电连接到数据获取单元24，并且当在传输模式下操作时，该T/R开关可以选择性地电连接到射频驱动器单元22。类似地，当射频线圈单元14以接收模式操作时，T/R开关20可以选择性地将射频线圈单元14电连接到数据获取单元24，并且当以发送模式操作时，该T/R开关可以选择性地将该射频线圈单元电连接到射频驱动器单元22。当射频线圈单元14和射频体线圈单元15两者都用于单次扫描时，例如，如果射频线圈单元14被配置为接收MR信号并且射频体线圈单元15被配置为传输射频信号，则T/R开关20可以将来自射频驱动器单元22的控制信号引导到射频体线圈单元15，同时将所接收的MR信号从射频线圈单元14引导到数据获取单元24。射频体线圈单元15的线圈可以被配置为以仅传输模式、仅接收模式或传输-接收模式操作。局部射频线圈单元14的线圈可以被配置为以传输-接收模式或仅接收模式操作。

射频驱动器单元22包括栅极调制器(未示出)、射频功率放大器(未示出)和射频振荡器(未示出)，用于驱动射频线圈单元14并在成像空间18中形成高频磁场。射频驱动器单元22基于来自控制器单元25的控制信号并使用栅极调制器将从射频振荡器接收的射频信号调制成具有预先确定包封的预先确定定时的信号。由栅极调制器调制的射频信号由射频功率放大器放大，然后输出到射频线圈单元14。

梯度线圈驱动器单元23基于来自控制器单元25的控制信号驱动梯度线圈单元13，从而在成像空间18中产生梯度磁场。梯度线圈驱动器单元23包括三个驱动器电路系统(未示出)，该驱动器电路系统与梯度线圈单元13中包括的三个梯度线圈系统对应。

数据获取单元24包括前置放大器(未示出)、相位检测器(未示出)和用于获取由射频线圈单元14接收的磁共振信号的模拟/数字转换器(未示出)。在数据获取单元24中，相位检测器相位使用来自射频驱动器单元22的射频振荡器的输出作为参考信号，检测从射频线圈单元14接收并由前置放大器放大的磁共振信号，并将相位检测的模拟磁共振信号输出到模拟/数字转换器，以转换成数字信号。由此获得的数字信号被输出到数据处理单元31。

MRI装置10包括用于在其上放置对象16的桌子26。通过基于来自控制器单元25的控制信号移动桌子26，可以使对象16在成像空间18的内部和外部移动。

控制器单元25包括计算机和记录有计算机待执行的程序的记录介质。当由计算机执行时，该程序使装置的各个部分执行与预先确定扫描对应的操作。记录介质可包括例如ROM、软盘、硬盘、光盘、磁光盘、CD-ROM或非易失性存储器。将控制器单元25连接到操作控制台单元32，并处理输入到操作控制台单元32的操作信号，并且还通过向它们输出控制信号以控制工作台26、射频驱动器单元22、梯度线圈驱动器单元23和数据获取单元24。控制器单元25还基于从操作控制台单元32接收的操作信号来控制数据处理单元31和显示单元33，以获得期望图像。

操作控制台单元32包括用户输入设备，诸如触摸屏、键盘和鼠标。操作者使用操作控制台单元32，例如，输入作为成像协议的数据，并设置待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到控制器单元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由计算机执行以执行预先确定数据处理的程序。数据处理单元31连接到控制器单元25，并基于从控制器单元25接收的控制信号执行数据处理。数据处理单元31还连接到数据获取单元24，并通过对从数据获取单元24输出的磁共振信号应用各种图像处理操作来产生光谱数据。

显示单元33包括显示设备，并基于从控制器单元25接收的控制信号在显示设备的显示屏幕上显示图像。显示单元33显示例如关于操作者从操作控制台单元32输入操作数据的输入项目的图像。显示单元33还显示由数据处理单元31产生的对象16的二维(2D)切片图像或三维(3D)切片图像。

在扫描期间，射频线圈阵列接口电缆(未示出)可用于在射频线圈(例如，射频线圈单元14和射频体线圈单元15)与处理系统的其他方面(例如，数据获取单元24、控制器单元25等)之间传输信号，例如以控制射频线圈和/或从射频线圈接收信息。如前所述，射频体线圈单元15是传输射频信号的传输线圈，并且局部表面射频线圈单元14接收MR信号。更一般地，射频线圈用于传输射频激发信号(“传输线圈”)，并接收由成像对象(“接收线圈”)发射的MR信号。在示例中，传输和接收线圈是单个机械和电气结构或结构阵列，其中传输/接收模式可由辅助电路切换。在其他示例中，传输体线圈(例如，射频体线圈单元15)和表面接收线圈(例如，射频线圈单元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，为了提高图像质量，可能需要提供与传输线圈机械和电隔离的接收线圈。在此类情况下，希望接收线圈在其接收模式中电磁耦合到由传输线圈激励的射频“回波”脉冲并与之共振。然而，在传输模式期间，可能期望在射频信号的实际传输期间接收线圈与传输线圈电磁去耦并因此不与传输线圈共振。当接收线圈耦接到射频信号的全功率时，此类去耦避免了辅助电路内产生的噪声的潜在问题。下文将描述关于接收射频线圈的去耦的附加细节。

如所提及的，常规的射频线圈可以包括PCB上的酸蚀刻铜迹线(环)，其具有集总电子部件(例如，电容器、电感器、平衡-不平衡转换器、电阻器等)、匹配电路、去耦电路和前置放大器。此类构型通常非常庞大、笨重且刚性，并且需要相对严格地相对于彼此将线圈放置在阵列中，以防止线圈元件之间的耦合交互作用，这可能降低图像质量。这样，常规的射频线圈和射频线圈阵列缺乏柔韧性，因此可能不符合患者的解剖结构、降低了成像质量和患者舒适度。

因此，根据本文所公开的实施方案，射频线圈阵列诸如射频线圈单元14可以包括分布式电容导线并且可能不包括具有集总电子部件的PCB上的铜迹线。因此，射频线圈阵列可以是轻质且柔韧，从而允许放置在低成本、轻质、防水和/或阻燃的织物或材料中。耦接射频线圈的环部分的耦合电子部分(例如，分布式电容导线)可以小型化并利用低输入阻抗前置放大器，该低输入阻抗前置放大器被优化用于高源阻抗(例如，由于阻抗匹配电路)并且允许射频线圈阵列中的线圈元件之间的柔性重叠。此外，射频线圈阵列与系统处理部件之间的射频线圈阵列接口电缆可以是柔性的并且包括分布式平衡-不平衡转换器形式的集成透明功能，这允许避免刚性电子部件并且有助于热负荷的扩散。

现在转向图2，其示出了射频线圈202的示意图，该射频线圈包括环部分201，该环部分经由耦合电子部分203和线圈接口电缆212耦接到控制器单元210。在一个示例中，射频线圈可以是表面接收线圈，该表面接收线圈可以是单通道或多通道。射频线圈202是图1的射频线圈单元14的一个非限制性示例，并且因此可以在MRI装置10中的一个或多个频率下操作。线圈接口电缆212可以是在耦合电子部分203与射频线圈阵列的接口连接器之间延伸的线圈接口电缆，或者该线圈接口电缆可以是在射频线圈阵列的接口连接器与MRI系统控制器单元210之间延伸的射频线圈阵列接口电缆。控制器单元210可以与图1中的数据处理单元31或控制器单元25相关联和/或可以是非限制性示例。

耦合电子部分203可以耦接到射频线圈202的环部分。在本文中，耦合电子部分203可以包括去耦电路204、阻抗反相器电路206和前置放大器208。去耦电路204可以在传输操作期间有效地去耦射频线圈。通常，处于其接收模式的射频线圈202可以耦接到由MR装置成像的对象的身体，以便接收在传输模式期间传输的射频信号的回波。如果射频线圈202不用于传输，则可能需要在射频体线圈传输射频信号时将射频线圈202与射频体线圈去耦。可以使用谐振电路和PIN二极管、微机电系统(MEMS)开关或其他类型的开关电路实现接收线圈与传输线圈的去耦。在本文中，开关电路可以激活可操作地连接到射频线圈202的解谐电路。

阻抗反相器电路206可以在射频线圈202与前置放大器208之间形成阻抗匹配网络。阻抗反相器电路206被配置为将射频线圈202的线圈阻抗变换为用于前置放大器208的最佳源阻抗。阻抗反相器电路206可以包括阻抗匹配网络和输入平衡-不平衡转换器。前置放大器208接收来自对应射频线圈202的MR信号并放大所接收的MR信号。在一个示例中，前置放大器可以具有低输入阻抗，其被配置为适应相对高的阻塞或源阻抗。关于射频线圈和相关联的耦合电子部分的附加细节将在下文参照图3和图4更详细地解释。耦合电子部分203可以封装在尺寸约为2cm²或更小的非常小的PCB中。PCB可以用共形涂层或封装树脂保护。

线圈接口电缆212诸如射频线圈阵列接口电缆可用于在射频线圈与处理系统的其他方面之间传输信号，例如以控制射频线圈和/或从射频线圈处接收信息。射频线圈阵列接口电缆可以设置在MR装置(诸如图1的MRI设备10)的孔洞或成像空间内，并且经受由MRI装置产生和使用的电磁场。在MRI系统中，线圈接口电缆(诸如线圈接口电缆212)可以支持发射器驱动的共模电流，这可能继而又产生了场失真和/或部件的不可预测的加热。通常，使用平衡-不平衡转换器会阻止共模电流。平衡-不平衡转换器或共模陷阱提供了高共模阻抗，从而降低发射器驱动电流的影响。

因此，线圈接口电缆212可包括一个或多个平衡-不平衡转换器。在常规的线圈接口电缆中，平衡-不平衡转换器的定位具有相对较高的密度，因为如果平衡-不平衡转换器密度太低或者平衡-不平衡转换器定位于不适当的位置，则可能产生高耗散/电压。然而，这种密集的放置可能会对柔韧性、成本和性能产生不利影响。这样，线圈接口电缆中的一个或多个平衡-不平衡转换器可以是连续的平衡-不平衡转换器，以确保没有高电流或驻波，而与定位无关。连续的平衡-不平衡转换器可以是分布式的、颤动的和/或蝴蝶式的平衡-不平衡转换器。关于线圈接口电缆和平衡-不平衡转换器的附加细节将在下文参照图14至图16给出。

图3是根据一个实施方案形成的具有分段导体的射频线圈301的示意图。射频线圈301是图2的射频线圈202的非限制性示例，并且因此包括射频线圈202的环部分201和耦合电子部分203。耦合电子部分允许射频线圈在由数据获取单元124(图1中示出)驱动时传输和/或接收射频信号。在例示的实施方案中，射频线圈301包括第一导体300和第二导体302。第一导体和第二导体300、302可以被分段，使得导体形成开放电路(例如，形成单极)。导体300、302的区段可以具有不同的长度，如下所述。可以改变第一导体和第二导体300、302的长度以实现选择的分布式电容，并因此实现选择的共振频率。

第一导体300包括第一区段304和第二区段306。第一区段304包括从动端312，该从动端位于终止于耦合电子部分203的接口处，这将在下文更详细地描述。第一区段304还包括浮动端314，该浮动端与参考地分离，从而保持浮动状态。第二区段306包括浮动端318和从动端316，该浮动端位于终止于耦合电子部分的接口，该从动端316与参考地分离。

第二导体302包括第一区段308和第二区段310。第一区段308包括位于接口处的从动端320。第一区段308还包括浮动端322，该浮动端与参考地分离，从而保持浮动状态。第二区段310包括位于接口处的从动端324以及与参考地分离的浮动端326。从动端324可以在接口处终止，使得端324仅通过分布式电容耦接到第一导体。在导体之间的环周围示出的电容器代表导线之间的电容。

第一导体300具有基于第一区段和第二区段304、306的长度而增长的分布式电容。第二导体302具有基于第一区段和第二区段308、310的长度而增长的分布式电容。第一区段304、308可以具有与第二区段306、310不同的长度。第一区段304、308与第二区段306、310之间的长度的相对差异可用于产生具有期望中心频率的共振频率的有效LC电路。例如，通过相对于第二区段306、310的长度改变第一区段304、308的长度，可以改变集成的分布式电容。

在例示的实施方案中，第一导体和第二导体300、302成形为环部分，该环部分终止于接口。但是在其他实施方案中，其他形状也是可能的。例如，环部分可以是多边形，其形状符合表面(例如，壳体)的轮廓和/或等。环部分限定了沿第一导体和第二导体的导电通路。第一导体和第二导体沿着导电通路的整个长度没有任何分立或集总的电容或电感元件。环部分还可包括不同规格的绞合或实心导线的环、具有不同长度的第一导体和第二导体300、302的不同直径的环和/或在第一导体与第二导体之间具有变化间距的环。例如，第一导体和第二导体中的每一者可以沿着导电通路在各个位置处没有切口或间隙(没有分段导体)或一个或多个切口或间隙(分段导体)。

如本文所用，分布式电容(DCAP)也称为集成电容，表示在导体之间呈现的电容，其沿着导体的长度一致且均匀地生长，并且没有分立或集总电容部件以及分立或集总电感部件。在本文的示例中，电容可以沿着第一导体和第二导体300、302的长度以均匀的方式生长。

介电材料303封装并分离第一导体和第二导体300、302。可以选择性地选择介电材料303以实现选择的分布式电容。介电材料303可以基于所需的介电常数∈，以改变环部分的有效电容。例如，介电材料303可以是空气、橡胶、塑料或任何其他介电材料。在一个示例中，介电材料可以是聚四氟乙烯(pTFE)。例如，介电材料303可以是围绕第一导体和第二导体300、302的平行导电元件的绝缘材料。另选地，第一导体和第二导体300、302可以彼此扭绞成双绞线电缆。又如，介电材料303可以是塑料材料。第一导体和第二导体300、302可以形成同轴结构，其中塑料介电材料303将第一导体和第二导体分开。又如，第一导体和第二导体可以被配置为平面条带。

耦合电子部分203可操作地并且通信地耦接到射频驱动器单元22、数据获取单元124、控制器单元25和/或数据处理单元31，以允许射频线圈102传输和/或接收射频信号。在例示的实施方案中，耦合电子部分203包括配置为传输和接收射频信号的信号接口358。信号接口358可以经由电缆传输和接收射频信号。电缆可以是3导体三轴电缆，其具有中心导体、内屏蔽件和外屏蔽件。将中心导体连接到射频信号和前置放大器控制(RF)，将内屏蔽件连接到地(GND)，将外屏蔽件连接到多控制偏置(二极管去耦控制)(MC_BIAS)。可以在与射频信号相同的导体上承载10V电源连接。

如上文关于图2所解释的，耦合电子部分203包括去耦电路、阻抗反相器电路和前置放大器。如图3所示，去耦电路包括去耦二极管360。可以为去耦二极管360提供来自MC_BIAS的电压，例如，以便使去耦二极管360接通。当接通时，去耦二极管360使导体300与导体302短路，从而导致线圈偏共振并因此例如在传输操作期间使线圈去耦。

阻抗反相器电路包括多个电感器，包括第一电感器370a、第二电感器370b和第三电感器370c；多个电容器，包括第一电容器372a、第二电容器372b、第三电容器372c和第四电容器372d；以及二极管374。阻抗反相器电路包括匹配电路和输入平衡-不平衡转换器。如图所示，输入平衡-不平衡转换器是晶格平衡-不平衡转换器，其包括第一电感器370a、第二电感器370b、第一电容器372a和第二电容器372b。在一个示例中，二极管374限制电流的方向，以阻止射频接收信号进入去耦偏置分支(MC_BIAS)。

前置放大器362可以是低输入阻抗前置放大器，其通过阻抗匹配电路针对高源阻抗进行了优化。前置放大器可以具有低噪声反射系数γ和低噪声电阻Rn。在一个示例中，除了低噪声系数之外，前置放大器可以具有基本上等于0.0的源反射系数γ和基本上等于0.0的Rn的归一化噪声电阻。然而，也可以考虑γ值基本上等于或小于0.1并且Rn值基本上等于或小于0.2。利用具有适当的γ和Rn值的前置放大器，前置放大器为射频线圈301提供了阻塞阻抗，同时还在史密斯圆图的背景下提供了大的噪声圆。这样，射频线圈301中的电流被最小化，前置放大器与射频线圈301输出阻抗有效地噪声匹配。具有大的噪声环，前置放大器在各种射频线圈阻抗上产生有效的SNR，同时对射频线圈301产生高阻塞阻抗。

在一些示例中，前置放大器362可以包括阻抗变换器，其包括电容器和电感器。阻抗变换器可以被配置为改变前置放大器的阻抗，以有效地抵消前置放大器的电抗，诸如由寄生电容效应引起的电容。寄生电容效应可以由例如前置放大器的PCB布局或由前置放大器的栅极引起。此外，此类电抗通常会随着频率的增加而增加。然而，有利地，配置前置放大器的阻抗变换器以消除或至少最小化电抗保持对射频线圈301的高阻抗(即阻塞阻抗)和有效SNR，而不会对前置放大器的噪声系数产生实质性影响。上述晶格平衡-不平衡转换器可以是阻抗变换器的非限制性示例。

在示例中，本文描述的前置放大器可以是低输入前置放大器。例如，在一些实施方案中，前置放大器的“相对低”输入阻抗在共振频率下小于约5欧姆。射频线圈301的线圈阻抗可以具有任何值，其可以取决于线圈负载、线圈尺寸、场强度和/或等。射频线圈301的线圈阻抗的示例包括但不限于在1.5T磁场强度下介于约2欧姆至约10欧姆之间等。阻抗反相器电路被配置为将射频线圈301的线圈阻抗变换为相对高的源阻抗。例如，在一些实施方案中，“相对高”的源阻抗至少为约100欧姆并且可以大于150欧姆。

阻抗变换器还可以向射频线圈301提供阻塞阻抗。将射频线圈301的线圈阻抗转换为相对高的源阻抗可以使阻抗变换器能够向射频线圈301提供更高的阻塞阻抗。此类较高阻塞阻抗的示例性值包括例如至少500欧姆的阻塞阻抗，以及至少1000欧姆。

图4是根据另一实施方案的射频线圈401的示意图。图4的射频线圈是图2的射频线圈和耦合电子器件的非限制性示例，并且因此包括环部分201和耦合电子部分203。耦合电子器件允许射频线圈在由数据获取单元124(图1中示出)驱动时传输和/或接收射频信号。射频线圈401包括与第二导体402平行的第一导体400。第一导体和第二导体400、402中的至少一者是细长并且连续的。

在例示的实施方案中，第一导体和第二导体400、402成形为环部分，该环部分终止于接口。但是在其他实施方案中，其他形状也是可能的。例如，环部分可以是多边形，其形状符合表面(例如，壳体)的轮廓和/或等。环部分限定了沿第一导体和第二导体的导电通路400、402。第一导体和第二导体400、402沿着导电通路的整个长度没有任何分立或集总的电容或电感部件。第一导体和第二导体400、402沿着环部分的整个长度不间断并且连续。环部分还可包括不同规格的绞合或实心导线的环，具有不同长度的第一导体和第二导体400、402的不同直径的环和/或在第一导体与第二导体之间具有变化间距的环。例如，第一导体和第二导体中的每一者可以沿着导电通路在各个位置处没有切口或间隙(没有分段导体)或一个或多个切口或间隙(分段导体)。

第一导体和第二导体400、402沿着环部分的长度具有分布式电容(例如，沿着第一导体和第二导体400、402的长度)。第一导体和第二导体400、402沿着环部分的整个长度呈现出基本相等并且均匀的电容。如本文所用，分布式电容(DCAP)表示在导体之间呈现的电容，其沿着导体的长度一致且均匀地生长，并且没有分立或集总电容部件以及分立或集总电感部件。在本文的示例中，电容可以沿着第一导体和第二导体400、402的长度以均匀的方式生长。第一导体和第二导体400、402中的至少一者是细长并且连续的。在例示的实施方案中，第一导体和第二导体400、402两者中的至少一者是细长并且连续的。但是在其他实施方案中，第一导体或第二导体400、402中的仅一个可以是细长并且连续的。第一导体和第二导体400、402形成连续的分布式电容器。电容沿着导体400、402的长度以基本恒定的速率增长。在例示的实施方案中，第一导体和第二导体400、402形成细长的连续导体，其沿第一导体和第二导体400、402的长度呈现DCAP。第一导体和第二导体400、402在第一导体与第二导体400、402的终端端部之间沿着连续导体的整个长度没有任何分立的电容和电感元件。例如，第一导体和第二导体400、402不包括任何分立电容器，也不包括沿环部分长度的任何电感器。

介电材料403分离第一导体和第二导体400、402。可以选择性地选择介电材料403以实现选择的分布式电容。介电材料403可以基于所需的介电常数∈，以改变环部分的有效电容。例如，介电材料403可以是空气、橡胶、塑料或任何其他介电材料。在一个示例中，介电材料可以是聚四氟乙烯(pTFE)。例如，介电材料403可以是围绕第一导体和第二导体400、402的平行导电元件的绝缘材料。另选地，第一导体和第二导体400、402可以彼此扭绞成双绞线电缆。又如，介电材料403可以是塑料材料。第一导体和第二导体400、402可以形成同轴结构，其中塑料介电材料403将第一导体和第二导体400、402分开。又如，第一导体和第二导体400、402可以被配置为平面条带。

第一导体400包括终止于接口处的第一终端端部412和第二终端端部416。第一终端端部412耦接到耦合电子部分203。第一终端端部412在本文也可以称为“驱动端”。第二终端端部416在本文也称为“第二驱动端”。

第二导体402包括终止于接口处的第一终端端部420和第二终端端部424。第一终端端部420耦接到耦合电子部分203。第一终端端部420在本文也可以称为“驱动端”。第二终端端部424在本文也称为“第二驱动端”。

射频线圈401的环部分201耦接到耦合电子部分203。耦合电子部分203可以是与上文参照图2和图3描述的相同的耦合电子器件，因此相同的附图标记给予相同的部件并且省略进一步的描述。

如根据图3和图4所理解的，包括射频线圈的环部分的两个平行导体各自可以是连续导体，如图4所示，或者导体中的一个或两个可以是不连续的，如图3所示。例如，图3中所示的两个导体可以包括切口，这导致每个导体由两个区段组成。介于导体区段之间的所得空间可以填充有封装和包围导体的介电材料。这两个切口可以定位在不同的位置，例如，一个切割成135°，另一个切割成225°(相对于环部分与耦合电子器件接合的位置)。通过包括不连续导体，可以相对于包括连续导体的线圈调节线圈的共振频率。在一个示例中，射频线圈包括由电介质封装和分离的两个连续平行导体，共振频率可以是较小的第一共振频率。如果该射频线圈包括一个不连续导体(例如，其中一个导体被切割并填充有介电材料)和一个连续导体，则在所有其他参数(例如，导体线规、环直径、导体之间的间隔、介电材料)相同的情况下，射频线圈的共振频率可以是更大的第二共振频率。以这种方式，可以调节环部分的参数，包括导体线规、环直径、导体之间的间隔、介电材料选择和/或厚度以及导体段数和长度，以将射频线圈调谐到期望共振频率。

可以利用以上关于图2至图4呈现的射频线圈，以便在MR成像会话期间接收MR信号。这样，图2至图4的射频线圈可以是图1的射频线圈单元14的非限制性示例，并且可以被配置为耦接到MRI系统的下游部件，诸如处理系统。图2至图4的射频线圈可以存在于具有各种构型的射频线圈阵列中。下文更详细描述的图5至图16示出了射频线圈阵列和伴随的线圈接口电缆的各种实施方案，其可包括上文参照图2至图4描述的一个或多个射频线圈。

图5示出了射频线圈阵列的不同布置。第一射频线圈阵列510包括线圈环和耦节到每个线圈环的电子单元，以及连接到每个耦合电子单元并从每个耦合电子单元延伸的线圈接口线缆。因此，射频线圈阵列510包括四个线圈环、四个电子单元和四个线圈接口电缆。例如，射频线圈阵列510的第一射频线圈可包括第一线圈环512、第一电子单元514和第一线圈接口电缆516。第二射频线圈阵列520包括用于每个线圈环的单独的电子单元，每个电子单元耦接到相应的线圈接口电缆。阵列520包括四个线圈环、四个电子单元和四个线圈接口电缆，它们在一组四个线圈接口电缆中捆绑在一起，并且可以称为集成的平衡-不平衡转换器电缆束。例如，耦接到两个顶部电子单元的两个线圈接口电缆捆绑在一起，并且它们与来自两个底部电子单元的两个线圈接口电缆捆绑在一起。第三射频线圈阵列530包括用于每个线圈环的单独的电子单元，每个电子单元耦接到相应的线圈接口电缆。阵列530包括四个线圈环、四个电子单元和四个线圈接口电缆，它们在一组四个线圈接口电缆中捆绑在一起，并且可以称为集成的平衡-不平衡转换器电缆束。

各个耦合电子器件可以容纳在共同的电子器件壳体中。线圈阵列的每个线圈环可以具有容纳在壳体中的相应的耦合电子器件(例如，去耦电路、阻抗反相器电路和前置放大器)。在一些示例中，共用电子器件壳体可以从线圈环或射频线圈阵列拆下。具体地，如果单独的耦合电子器件如图5的射频线圈阵列530中那样配置，则电子器件可以放置在可分离的组件中并与射频线圈阵列断开。连接器接口可以放置在介于例如导体环部分(例如，上述驱动端)与用于每个单独的耦合电子单元的耦合电子器件之间的连接处。

在射频线圈或射频线圈阵列的环部分中使用的导线和线圈环可以以任何合适的方式制造，以获得期望射频线圈应用的期望共振频率。所需的导体线规，诸如28或30美国线规(AWG)或任何其他所需的线规可以与相同规格的平行导线配对，并且使用挤出工艺或三维(3D)印刷或添加制造工艺用电介质封装。该制造工艺可以是环境友好的，具有低浪费和低成本。

因此，本文描述的射频线圈包括封装在pTFE电介质中的双引线导线环，该pTFE电介质可以在两个平行导线中的至少一者中没有切口或至少一个切口，以及耦接到每个线圈环的小型化耦合电子PCB(例如，非常小的耦合电子PCB，大约2cm²或更小的尺寸)。PCB可以用共形涂层或封装树脂保护。这样做时，消除了常规元件，并且电容“内置”在集成电容器(INCA)线圈环中。减少或消除了线圈元件之间的交互作用。通过改变所用导线的规格、导线之间的间距、环直径、环形以及导线中切口的数量和位置，线圈环适用于宽范围的MR工作频率。

线圈环在PET/MR应用中是透明的，有助于剂量管理和信噪比(SNR)。小型化耦合电子PCB包括去耦电路、具有阻抗匹配电路的阻抗反相器电路和输入平衡-不平衡转换器以及前置放大器。前置放大器为线圈阵列应用设置新标准，以实现最低噪声、稳健性和透明度。前置放大器提供有源噪声消除，以降低电流噪声，提高线性度，并改善对变化线圈负载条件的容忍度。另外，如下文更详细地解释的，可以提供具有平衡-不平衡转换器的电缆束，用于将每个小型化的耦合电子器件PCB耦接到与MRI系统接口的射频线圈阵列连接器。

本文描述的射频线圈非常轻质，并且每个线圈元件的重量可以小于10克，而与通用电气公司(General Electric Company)的Geometry Embracing Method(GEM)套件的柔性射频线圈阵列相比，每个线圈元件重45克。例如，根据本发明的16通道射频线圈阵列可以重量小于0.5kg。本文描述的射频线圈非常柔性和耐用，因为线圈非常简单，具有非常少的刚性部件并且允许浮动重叠。本文描述的射频线圈特别低成本，例如，比现有技术减少十倍以上。例如，16通道射频线圈阵列可以由少于50美元的部件和材料组成。本文描述的射频线圈不排除当前封装或新兴技术，并且可以在不需要被封装或附接到线圈架的射频线圈阵列中实现，或者可以在作为柔性射频线圈阵列附接到柔性线圈架或作为半刚性或刚性射频线圈阵列附接到半刚性或刚性线圈架的射频线圈阵列中实现。

INCA线圈环和相关联的耦合电子器件的组合是单个线圈元件，其在功能上独立并且不受其周围环境或相邻线圈元件的电免疫。因此，本文描述的射频线圈在低密度和高密度线圈阵列应用中同样表现好。线圈元件之间的异常隔离允许线圈元件之间的重叠最大化而不会降低线圈元件之间的性能。与常规的射频线圈阵列设计相比，这允许更高密度的线圈元件。

本文所述的一次性射频线圈和一次性射频线圈阵列可以允许结合到各种不同的外壳中或附接到各种不同的支撑件，包括刚性、半刚性和柔性支撑件和外壳。例如，刚性或半刚性线圈架可以3D打印以特定地符合患者的解剖结构或身体。图6示出了包括多个射频线圈604的柔性一次性射频线圈阵列600，该射频线圈包括具有相关联的小型化耦合电子单元或PCB的线圈环，该射频线圈阵列耦接到可用于辐射肿瘤学应用的半刚性线圈架602。射频线圈环封装在介电材料中，并且耦合电子PCB用共形涂层或封装树脂封装。射频线圈环可以以重叠方式定位。射频线圈604可以用粘性医疗级胶带或粘合垫附接到半刚性线圈架602。

线圈接口电缆(未示出)从每个耦合电子单元延伸。线圈接口电缆可以是3导体三轴电缆，其具有中心导体、内屏蔽件和外屏蔽件。将中心导体连接到射频信号和前置放大器控制(RF)，将内屏蔽件连接到地(GND)，将外屏蔽件连接到多控制偏置(二极管去耦控制)(MC_BIAS)。可以在与射频信号和前置放大器控制(RF)相同的导体上承载10V电源连接。每个线圈接口电缆可以耦接到介于每个耦合电子单元与接口连接器之间的至少一个平衡-不平衡转换器。在一些示例中，射频线圈阵列的线圈接口电缆可以在其整个长度上包括连续和/或邻接的平衡-不平衡转换器，以消除圆柱形的块状平衡-不平衡转换器。

可以在辐射肿瘤学应用中使用的示例一次性射频线圈阵列700在图7中示出。在所示的示例中，射频线圈阵列700包括三个射频线圈环(诸如环702)和三个耦合电子单元。用于三个射频线圈环中的每一者的三个耦合电子单元可以在共同的可移除电子单元704中组合在一起。射频线圈阵列接口电缆706连接到可移除电子单元并从可移除电子单元延伸到MRI系统的控制器单元或其他处理系统。用于每个射频线圈的耦合电子单元可以容纳在可移除电子单元中。

射频线圈阵列700可以用非常低成本的医用级纸、纸、布料、塑料膜等封装。在另选实施方案中，具有小型化耦合电子单元的射频线圈环元件可以涂覆有特氟隆(Teflon)或其他合适材料，以防止它们在医疗环境中暴露给患者时受到损坏，并且因为这些材料特别耐用，所以射频线圈环元件和小型化的耦合电子单元可以在密封存储包装之前进行高压消毒等。在另一另选实施方案中，具有小型化耦合电子单元的射频线圈环元件可以直接附接到半柔性或柔性结构，如图6所示。

图8示出了示例一次性封装射频线圈阵列800。射频线圈阵列800包括封装在一次性材料802中的多个射频线圈环(示意性地示出，包括射频线圈806)。相关联的耦合电子器件可以组合在一起并容纳在保护壳体804中。在一些示例中，耦合电子器件可以是一次性的。例如，每个射频线圈可以包括固定附接的耦合电子器件，其与射频线圈的环部分一起封闭在一次性材料和/或保护壳体804中。在此类构型中，射频线圈阵列接口电缆808可以可移除地耦接到耦合电子器件。在其他示例中，耦合电子器件可以可移除地耦接到射频线圈的环部分。例如，耦合电子器件可以容纳在保护壳体804中，该保护壳体可以从射频线圈的环部分拆下。如上所述，介于耦合电子器件与相应的环部分之间的连接可以在上文参照图3和图4描述的接口处进行。射频线圈阵列接口电缆808可以固定到保护壳体804，或者可以可移除地连接到保护壳体804。一次性材料802可包括非常低成本的医用级纸、纸、塑料、布料或其他生物相容且一次性的材料。射频线圈在多个维度上保持柔性，并且可以不固定地彼此连接。

图9示出了图8的封装一次性射频线圈阵列的分解图900。一次性射频线圈阵列包括四个射频线圈环(诸如环806)，每个射频线圈环具有小型化的耦合电子单元或PCB，如上文参照图2至图4所述。射频线圈阵列的每个射频线圈经由缝编或其他附接机构耦接到柔性一次性材料904。一次性材料可以是纸或其他合适的非常低成本的医用级纸、纸、布料、塑料膜等。外壳包括与904相同的材料，并且包括第一外层材料915和第二外层材料917，其封闭射频线圈阵列。射频线圈阵列在多个维度上保持柔韧性。用于每个射频线圈环的耦合电子单元可以在共同的可移除电子单元(例如，在共同的壳体804中)中组合在一起。射频线圈阵列接口电缆808连接到可移除电子单元并从可移除电子单元延伸到MRI系统的控制器单元或其他处理系统。此外，如图9所示，电子器件壳体(例如，容纳每个射频线圈环的耦合电子部分)可以附接到第一材料外层915，并且可以至少部分地延伸穿过第一材料外层，以便于耦接到射频线圈阵列的环部分。

图10示意性地示出了骨盆射频线圈阵列1000，其被配置为围绕待成像的对象的骨盆延伸。骨盆射频线圈阵列1000可包括多个射频线圈1002。多个射频线圈中的每个射频线圈可以是类似于上文参照图2至图5描述的射频线圈的射频线圈，并且因此每个射频线圈可以包括射频线圈环和耦接到相应线圈接口电缆的小型化耦合电子单元或PCB。每个电缆可以在接口连接器1006处捆绑，类似于上述的线圈接口电缆和接口连接器。

多个射频线圈1002可以耦接到材料层1004。材料层1004可以是柔性材料，类似于上述材料。材料层1004可以在中间成型，类似于沙漏，以便于将骨盆射频线圈阵列1000包裹在对象的骨盆区下。然而，其他形状也是可能的，诸如矩形(例如，没有任何轮廓)。骨盆射频线圈阵列1000可包括一组翼片(例如，第一翼片1008和第二翼片1010)，以便于将材料层1004的一端部耦合到材料层1004的相对端部。翼片可由粘合材料(例如，胶水或包括钩环紧固件)组成。以这种方式，骨盆射频线圈阵列1000可以与一次性尿布类似地配置，从而允许射频线圈定位在可以位于相对远离常规前或后射频线圈阵列的区域中。此外，在用骨盆射频线圈阵列对对象成像之后，可以丢弃骨盆射频线圈阵列，从而允许使用无菌射频线圈阵列，而不必在使用后清洁射频线圈阵列。尽管未在图10中示出，但是内层材料可以覆盖多个射频线圈，其中将射频线圈阵列封闭在两层柔性材料之间。

在一些示例中，多个一次性射频线圈阵列可以封装在套件中。图11示出了第一示例性套件1100。套件1100可包括一次性部分1101，其包括多个一次性射频线圈阵列1103，其中每个一次性射频线圈阵列包括至少一个集成电容器线圈环，其被封闭或以其他方式容纳在一次性材料中。图11中示出了代表性的一次性射频线圈阵列，其包括四个集成的电容器线圈环，该集成的电容器线圈环包括环1104，封装在一次性材料1102中(为了说明的目的，一次性材料被移除或制成透明)。每个一次性射频线圈阵列还可包括至少一个耦合电子单元(例如，用于射频线圈的每个集成电容器线圈环的一个耦合电子单元)，其中每个耦合电子单元与其他耦合电子单元组合在一起并封装在共同的壳体中，或者每个耦合电子单元封装在单独的壳体中。如图所示，代表性射频线圈阵列包括共同的壳体1106，用于容纳四个耦合电子单元中的每一者，以用于四个射频线圈环中的每一者。

套件1100还包括耐用部分1107，该耐用部分包括射频线圈阵列接口电缆1108，其被配置为选择性地与一个或多个一次性集成电容器射频线圈环接合和脱离(经由耦合电子单元)，以允许丢弃一次性环而不需要丢弃耐用的射频线圈阵列接口电缆。例如，电缆1108包括连接器1110，该连接器被配置为选择性地与共同的壳体1106接合。

套件1100的部件(例如，包括多个射频线圈阵列的一次性部分和包括射频线圈阵列接口电缆的耐用部分)可以封装在共同的封装中，例如，盒子中。此外，每个一次性射频线圈阵列(包括集成电容线圈环和耦合电子单元)可以封装在单独的封装中(例如，除了盒子之外并且与其他射频线圈和线圈接口电缆分开)、可以不用另外的封装件(例如，除了盒子之外)封装、或者可以封装在单个单独的封装中(例如，除了盒子之外)。此外，在一些示例中，可以省略射频线圈阵列接口电缆，并且可以仅将一次性射频线圈封装在套件中。

图12示出了第二示例性套件1200。套件1200包括一次性部分1201和耐用部分1207。一次性部分1201包括多个一次性射频线圈阵列1203，其中每个一次性射频线圈阵列包括至少一个集成电容器线圈环，其被封闭或以其他方式容纳在一次性材料中。图12中示出了代表性的一次性射频线圈阵列，其包括四个集成的电容器线圈环，该集成的电容器线圈环包括环1204，封装在一次性材料1202中(为了说明的目的，一次性材料被移除或制成透明)。

耐用部分1207包括至少一个或多个耦合电子单元，这些耦合电子单元被配置为选择性地与一个或多个一次性集成电容器线圈环接合和脱离，以允许丢弃一次性环而不需要丢弃耐用的一个或多个耦合电子单元。例如，如果套件中的每个射频线圈阵列包括四个集成电容器线圈环，则可以在套件中提供一组四个耦合电子单元。四个耦合电子单元可以封装在壳体1206中，该壳体可以经由合适的连接器可移除地耦接到一次性射频线圈(例如，可移除地耦接到四个集成电容器线圈环)。在一些示例中，套件还可包括射频线圈阵列接口电缆1208，其被配置为选择性地与一个或多个一次性集成电容器线圈环接合和脱离(经由耦合电子单元)，以允许丢弃一次性环而不需要丢弃耐用的射频线圈阵列接口电缆。

套件1200的部件(例如，包括多个射频线圈阵列的一次性部分和包括耦合电子器件和/或射频线圈阵列接口电缆的耐用部分)可以封装在共同的封装中，例如，盒子中。此外，每个一次性射频线圈阵列(包括集成电容线圈环)可以封装在单独的封装中(例如，除了盒子之外并且与其他射频线圈阵列、耦合电子器件和射频线圈阵列接口电缆分开)、可以不用另外的封装件(例如，除了盒子之外)封装、或者可以封装在单个单独的封装中(例如，除了盒子之外)。此外，在一些示例中，可以省略射频线圈阵列接口电缆，并且可以仅将一次性射频线圈阵列和耦合电子器件封装在套件中。

图13是示出根据本公开的实施方案的使用一次性射频线圈阵列的方法1300的流程图。方法1300可以由临床医生在MRI会话期间执行，例如使用图1的MRI系统和上文参照图6至图12描述的一个或多个一次性射频线圈阵列。在1302处，方法1300包括将射频线圈组件的一次性部分接合到射频线圈组件的耐用部分。在一个示例中，将一次性部分接合到耐用部分可以包括将一个或多个集成电容线圈环接合到一个或多个耦合电子单元以及接合(经由耦合电子器件)到射频线圈阵列接口电缆，如1304所示。在另一个示例中，将一次性部分接合到耐用部分可以包括将一个或多个耦合电子单元接合到射频线圈阵列接口电缆，如1306所示，其中将耦合电子单元固定耦接到集成电容线圈环。

在1308处，方法1300包括将射频线圈组件定位在待成像的对象上。例如，患者可以定位在MRI系统的孔洞中，并且射频线圈组件可以定位在患者的合适的解剖结构上，诸如患者的胸部。在一些示例中，射频线圈组件的一次性部分可以在将一次性部分与耐用部分接合之前定位在对象上。在1310处，方法1300包括经由射频线圈组件获取MR数据并将获取的MR数据发送到处理系统，其中MR数据可以被处理成一个或多个图像。例如，集成电容线圈环可以从患者处接收MR信号，并且可以经由耦合电子器件和射频线圈阵列接口电缆将信号发送到处理系统，如上所述。

在1312处，方法1300包括使一次性部分与射频线圈组件的耐用部分脱离。在一个示例中，使一次性部分与耐用部分脱离可以包括使一个或多个集成电容线圈环与一个或多个耦合电子单元和射频线圈阵列接口电缆脱离，如1314所示。又如，使一次性部分与耐用部分脱离可以包括使一个或多个耦合电子单元与射频线圈阵列接口电缆脱离，如1316所示。在1318处，方法1300包括例如通过将一次性部分放入合适的垃圾容器中来丢弃射频线圈组件的一次性部分。

如上所述，与常规射频线圈相比，本公开的射频线圈可以以相对低的成本制造。因此，本公开的射频线圈可以结合在一次性封装中以产生用于MR成像的一次性射频线圈阵列。从成本和/或便利的角度来看，在一些应用中一次性MRI射频线圈可能是有益的。线圈，特别是柔性线圈的消毒可能是有问题的，因为可能发生不完整的过程或线圈封装退化。外科、活组织检查和腔内应用可能需要一次性使用。一次性覆盖件可能抑制线圈放置和附接，并且还提供不令人满意的保护，迫使线圈消毒。其他应用，诸如肿瘤学，可能想要将线圈固定到为个体患者创建的定制位置和/或治疗结构。

线圈元件通常由具有集总电容器的印刷线路板“环”构成。对于线圈具有一定的解剖学轮廓柔韧性，印刷线路板通常是Mylar上的“柔性电路”铜线。集总电容器通常是多层陶瓷，并且需要保护材料以防止机械应力。然后，这些元件与电子器件接口以进行匹配、去耦、预放大等。此类常规构型相对较大、庞大且昂贵，这限制了此类线圈可以是一次性的可能性，至少在广泛的基础上。

然而，本文描述的射频线圈可以用在一次性射频线圈组件中，这是由于集成的电容器线圈元件由具有捕获电介质的高柔性、耐用和低成本的导线制成。材料成本非常低(线圈环为约1.00美元，常规柔性线圈环为约100.00美元)。由于导线元件的简单性和耐用性，封装可以是非常低成本的纸、布料、塑料膜等。因为材料特别耐用，所以线圈可以在密封存储封装之前进行高压消毒或经历其他消毒过程。

因此，根据本文提供的示例，射频线圈组件可包括一次性部分和耐用部分。一次性部分适于定位在待成像的对象上，并且包括集成电容器线圈环，如上文参照图2至图4所述，以及封闭集成电容器线圈环的一次性材料，诸如纸、塑料膜、布料等。耐用部分被配置为选择性地与一次性部分接合和脱离，以允许丢弃一次性部分而不需要丢弃耐用部分。在一个示例中，耐用部分包括耐用壳体和耐用壳体内的耦合电子单元，耦合电子单元包括前置放大器和阻抗匹配网络，该阻抗匹配网络被配置为产生高阻塞阻抗，如上所述。在此类示例中，一次性部分可以包括开口和/或连接器，以允许集成电容器线圈环耦接到耦合电子单元，其中集成电容器线圈环与耦合电子单元之间的耦合是可移除的耦合(例如，卡扣配合或直角回转连接)。耐用部分还可包括射频线圈阵列接口电缆，其被配置为将集成电容器线圈环和耦合电子器件耦接到MRI系统的处理系统(例如，图1中的数据处理单元31和/或控制器单元25)。

在另一个示例中，一次性部分可以包括集成电容器线圈环(如上文参照图2至图4所述)、封闭集成电容器线圈环的一次性材料(诸如非常低成本的医用级纸、纸、塑料膜、布料等)以及耦合电子单元。耦合电子单元可以与集成电容器线圈环一起封装在一次性材料中，或者耦合电子单元可以耦接到和/或部分地延伸穿过一次性材料。耦合电子单元可以包括耦接到射频线圈阵列接口电缆的连接器，其可以是射频线圈组件的耐用部分。

以这种方式，在一次性部分(例如，集成电容器线圈环)的一次(或规定数量)使用之后，一次性部分可以与耐用部分分离，使得一次性部分可以以适当的方式处理。然后，耐用部分可以与新的(未使用的)一次性部分配合以进一步成像。

如前所提及的，本公开的射频线圈阵列可以耦接到射频线圈阵列接口电缆，该射频线圈阵列接口电缆包括邻接的分布式平衡-不平衡转换器或共模陷阱，以便最小化高电流或驻波，而与定位无关。射频线圈阵列接口电缆的高应力区域可由几个平衡-不平衡转换器提供。另外，热负载可以通过公共导体共享。射频线圈阵列接口电缆的中心路径和返回路径的电感基本上不会因互感而增强，因此在几何形状变化时是稳定的。电容是分布式的，并且基本上不会因几何变化而改变。谐振器尺寸非常理想地小，但实际上可能受到阻塞要求、电场和磁场强度、局部失真、热和电压应力等的限制。

图14示出了根据各种实施方案形成的连续共模陷阱组件1400的示意框图。共模陷阱组件1400可以被配置为例如用于MRI系统，诸如上文描述的MRI装置10。例如，在例示的实施方案中，共模陷阱组件1400被配置为传输电缆1401，该传输电缆被配置用于在MRI系统的处理系统1450与射频线圈阵列1460之间传输信号。传输电缆1401是射频线圈阵列接口电缆212的非限制性示例，处理系统1450是控制器单元210的非限制性示例，射频线圈阵列1460是图2的多个射频线圈202和耦合电子部分203的非限制性示例。

在例示的实施方案中，传输电缆1401(或射频线圈阵列接口电缆)包括中心导体1410和多个共模陷阱1412、1414、1416。应当指出，虽然共模陷阱1412、1414和1416被描绘为与中心导体1410不同，但是在一些实施方案中，共模陷阱1412、1414、1416可以与中心导体1410一体形成或作为该中心导体的一部分。

例示的实施方案中的中心导体1410具有长度1404，并且被配置为在MRI射频线圈阵列1460与MRI系统的至少一个处理器(例如，处理系统1450)之间传输信号。例如，中心导体1410可以包括带状导体、导线或同轴电缆束中的一个或多个。所描绘的中心导体1410的长度1404从中心导体1410的第一端部(其耦接到处理系统1450)延伸到中心导体1410的第二端部(其耦接到射频线圈阵列1460)。在一些实施方案中，中心导体可以穿过共模陷阱1412、1414、1416的中心开口。

所描绘的共模陷阱1412、1414、1416(可以被理解为协作以形成共模陷阱单元1418)，如图14所示，沿着中心导体1410的长度1404的至少一部分延伸。在例示的实施方案中，共模陷阱1412、1414、1416不沿整个长度1404延伸。然而，在其他实施方案中，共模陷阱1412、1414、1416可以沿着整个长度1404延伸，或者基本上沿着整个长度1404延伸(例如，沿着整个长度1404，除了端部处的部分被配置为耦接到例如处理器或射频线圈阵列)。共模陷阱1412、1414、1416邻接地设置。如图14所示，共模陷阱1412、1414、1416中的每一者与共模陷阱1412、1414、1416中的至少另一者邻接地设置。如本文所用，邻接可以被理解为包括紧邻彼此或彼此接触的部件或方面。例如，邻接的部件可以彼此邻接。应当指出，在实践中，在一些实施方案中，小的或非实质的间隙可以在邻接的部件之间。在一些实施方案中，非实质间隙(或导体长度)可以被理解为小于自由空间中的发射频率的波长的1/40。在一些实施方案中，非实质间隙(或导体长度)可以理解为两厘米或更小。例如，邻接的共模陷阱在其间没有(或非实质的)中间间隙或导体，这可能易受来自磁场的电流的感应而没有由共模陷阱提供的缓解。

例如，如图14所示，共模陷阱1412与共模陷阱1414邻接，共模陷阱1414与共模陷阱1412和共模陷阱1416邻接(并且介于共模陷阱1412与共模陷阱1416之间)，共模陷阱1416与共模陷阱1414邻接。共模陷阱1412、1414、1416中的每一者被配置为向MRI系统的接收发射器驱动电流提供阻抗。在各种实施方案中，共模陷阱1412、1414、1416提供高共模阻抗。例如，每个共模陷阱1412、1414、1416可以包括共振电路和/或一个或多个共振部件，以在期望频率处或附近或目标频率范围内提供期望阻抗。应当指出，共模陷阱1412、1414、1416和/或共模陷阱单元1418也可以被本领域技术人员称为扼流圈或平衡-不平衡转换器。

与具有分离的离散共模陷阱(其间具有空间)的系统相比，各种实施方案(例如，共模陷阱组件1400)具有共模陷阱连续和/或邻接延伸的部分，使得沿着未提供共模陷阱的部分不存在位置。因此，可以减少或消除选择或实现共模陷阱的特定放置位置的困难，因为所有感兴趣的位置可以包括在连续和/或邻接的共模陷阱内。在各种实施方案中，连续陷阱部分(例如，共模陷阱单元1418)可以沿着传输电缆的长度或部分延伸。连续模式陷阱部分可以由邻接接合的单独共模陷阱或陷阱区段(例如，共模陷阱1412、1414、1416)形成。此外，在各种实施方案中，可以采用邻接的共模陷阱降低与线圈元件的交互作用、在更大的区域上分布热量(例如，以防止热点)或帮助确保阻塞位于期望或所需位置中的至少一者。此外，在各种实施方案中可以采用邻接的共模陷阱以帮助在更大的区域上分配电压。另外，各种实施方案中的连续和/或邻接共模陷阱提供了柔韧性。例如，在一些实施方案中，共模陷阱可以使用连续长度的一个或多个导体(例如，围绕中心导体缠绕的外部导体)形成，或以其他方式组织为整体形成的邻接部分。在各种实施方案中，连续和/或邻接共模陷阱(例如，在圆柱体中形成)的使用提供了一定范围的柔韧性，组件的弯曲基本上不会改变结构的共振频率，或者组件在弯曲时保持在频率上。

应当指出，在各种实施方案中的各个共模陷阱或区段(例如，共模陷阱1412、1414、1416)可以通常彼此类似地构造或形成(例如，每个陷阱可以是一段锥形缠绕线圈的一区段)，但是每个单独的陷阱或区段可以与其他陷阱或区段略微不同地配置。例如，在一些实施方案中，每个共模陷阱1412、1414、1416独立调谐。因此，每个共模陷阱1412、1414、1416可以具有与相同共模陷阱组件1400的其他共模陷阱不同的共振频率。

另选地或另外地，可以调谐每个共模陷阱以具有接近MRI系统的操作频率的共振频率。如本文所用，当共振频率限定或对应于包括工作频率的频带时，或者当共振频率足够接近工作频率以提供频率上阻塞时，或者在工作频率下提供阻塞阻抗时，共模陷阱可以被理解为具有接近工作频率的共振频率。

其他另选地或另外地，可以调谐每个共模陷阱以具有低于MRI系统的工作频率的共振频率(或者可以调谐每个共模陷阱以具有高于MRI系统的工作频率的共振频率)。由于每个陷阱具有低于工作频率的频率(或者另选地，每个陷阱具有高于工作频率的频率)，所以可以消除或减少任何陷阱彼此抵消的风险(例如，由于一个陷阱的频率高于工作频率，而另一个陷阱的频率低于工作频率)。又如，可以将每个共模陷阱调谐到特定频带以提供宽带共模陷阱组件。

在各种实施方案中，共模陷阱可具有二维(2D)或三维(3D)蝶形构型以抵消磁场耦合和/或局部失真。

图15是根据本公开实施方案的射频线圈阵列接口电缆1500的透视图，其包括多个连续和/或邻接的共模陷阱。射频线圈阵列接口电缆1500包括外套筒或屏蔽件1503、介电间隔部1504、内套筒1505、第一共模陷阱导体1507和第二共模陷阱导体1509。

第一共模陷阱导体1507围绕介电间隔部1504以螺旋形缠绕，或者在第一方向1508上以与设置在射频线圈阵列接口电缆1500的孔洞818内的中心导体(未示出)逐渐减小的距离螺旋形缠绕。此外，第二共模陷阱导体1509围绕介电间隔部1504以螺旋形缠绕，或者在与第一方向1508相对的第二方向1510上以与设置在孔洞1518内的中心导体逐渐减小的距离螺旋形缠绕。在例示的实施方案中，第一方向1508是顺时针方向，而第二方向1510是逆时针方向。

射频线圈阵列接口电缆1500的导体1507和1509可以包括导电材料(例如，金属)，并且可以成形为例如带、导线和/或电缆。在一些实施方案中，反绕或外导体1507和1509可以用作通过中心导体的电流的返回路径。此外，在各种实施方案中，反绕导体1507和1509可以正交地彼此交叉(例如，由第一共模陷阱导体1507限定的中心线或路径垂直于由第二共模陷阱导体1509限定的中心线或路径，作为共模陷阱导体交叉路径)以消除、最小化或减少共模陷阱导体之间的耦合。

应当进一步指出，在各种实施方案中，当射频线圈阵列接口电缆1500弯折或弯曲时，第一共模陷阱导体1507和第二共模陷阱导体1509松散地缠绕在介电间隔部1504周围，以提供柔韧性和/或减少电感的任何绑定、耦合或变化。应当指出，反绕外导体的松动或紧密可以根据应用而变化(例如，基于导体和介电间隔部的相对尺寸、共模陷阱所需的弯折或弯曲量等)。一般来讲，外部或反绕导体应足够紧密，以使它们保持在围绕介电间隔部1504的相同的总体取向，但是在射频线圈阵列接口电缆1500的弯折或弯曲期间足够松动，以允许足够量的松弛或移动，从而避免、最小化或减少反绕外导体的耦合或结合。

在例示的实施方案中，外屏蔽件1503在射频线圈阵列接口电缆1500的中间是不连续的，以暴露介电间隔部1504的一部分，在一些实施方案中，该电介质间隔部沿射频线圈阵列接口电缆1500的整个长度设置。作为非限制性示例，介电间隔部1504可以包括特氟隆或另一种介电材料。介电间隔部1504用作电容器，因此可以被调谐或配置为提供期望的共振。应当理解，用于向射频线圈阵列接口电缆1500提供电容的其他构型是可能的，并且所示构型是示例性并且非限制性的。例如，可以另选地将分立电容器提供给射频线圈阵列接口电缆1500。

此外，射频线圈阵列接口电缆1500包括第一柱1513和第二柱(未示出)，第一共模陷阱导体1507和第二共模陷阱导体1509固定到该第一柱和第二柱。为此，第一柱1513和第二柱位于共模陷阱的相对的两端部，并固定到外屏蔽件1503。第一柱1513和第二柱确保第一共模陷阱导体和第二共模陷阱导体1507和1509在射频线圈阵列接口电缆1500的端部处靠近外屏蔽件1503定位，从而提供如本文进一步描述的反绕导体的锥形蝶形结构。

锥形蝶形结构包括由第一共模陷阱导体1507形成的第一环和由第二共模陷阱导体1509形成的第二环，其被布置成使得第一环1507中的感应电流(由于磁场感应的电流)和第二环1509中的感应电流彼此抵消。例如，如果场是均匀的并且第一环1507和第二环1509具有相等的面积，则得到的净电流将为零。环1507和1509的锥形圆柱体布置相对于共模陷阱中常规使用的二维布置在弯曲期间提供改善的共振频率的柔韧性和一致性。

一般来讲，本文使用的锥形蝶形结构可用于指代通量消除的导体构型，例如，包括至少两个相似尺寸的相对的环，它们围绕至少一个轴对称设置，并且布置成使得通过磁场在每个环(或环组)中感应的电流趋于抵消在至少一个其他环(或环组)中感应的电流。例如，参考图14，在一些实施方案中，反绕导体(例如，绕相对螺旋方向缠绕中心构件和/或轴的导体)可以与中心导体1410径向间隔开一段距离以形成共模陷阱1412、1414、1416。如图15所示，径向距离可朝向共模陷阱的端部逐渐变小，以减少或完全消除条纹效应。以这种方式，共模陷阱1412、1414、1416可以连续地或邻接地定位，其间没有实质的间隙。

当多个共模陷阱导体邻接地设置在共模陷阱组件中时，上文描述的共模陷阱导体的锥形螺旋配置是特别有利的。作为例示性示例，图16是射频线圈阵列接口电缆1550的透视图，包括将射频线圈1570耦接到处理系统1560的多个连续和/或邻接的共模陷阱。射频线圈阵列接口电缆1550包括在中心导体1552上彼此相邻定位的第一共模陷阱1580和第二共模陷阱1590。

第一共模陷阱1580包括以锥形螺旋构型反绕的第一共模陷阱导体1582和第二共模陷阱导体1584。为此，第一导体1582和第二导体1584固定到柱1586和1588。应当指出，柱1586和1588在共模陷阱1580的同一侧对齐。

类似地，第二共模陷阱1590包括以锥形螺旋构型反绕并固定到柱1596和1598的第三共模陷阱导体1592和第四共模陷阱导体1594。应当指出，柱1596和1598在共模陷阱1590的同一侧对齐。

如图所示，共模陷阱1580和1590隔开一距离，从而使中心导体1552暴露在共模陷阱之间的间隙1554中。由于共模陷阱的共模陷阱导体的锥形螺旋构型，可以最小化或完全消除间隙1554，以便增加共模陷阱组件中共模陷阱的密度而不损失共模陷阱的阻抗函数。也就是说，在给定锥形螺旋构型的情况下，可以使距离任意小，使得共模陷阱处于面共享接触。

应当理解，虽然射频线圈阵列接口电缆1550包括两个共模陷阱1580和1590，但实际上射频线圈阵列接口电缆可包括超过两个的共模陷阱。

此外，射频线圈阵列接口电缆1550的共模陷阱1580和1590对准，使得柱1586、1588、896和1598在射频线圈阵列接口电缆的同一侧对齐。然而，在共模陷阱之间可能存在串扰的示例中，例如，如果反绕导体的逐渐变小更严重或更陡，则共模陷阱可以相对于彼此旋转，以进一步减少陷阱之间的条纹效应和/或串扰。

另外，其他共模陷阱或平衡-不平衡转换器构型也是可能的。例如，可以修整每个共模陷阱的外屏蔽件，使得共模陷阱可以重叠或交错，从而增加共模陷阱的密度。

根据本公开的柔性、一次性射频线圈组件的技术效应包括阵列中的射频线圈，其包括低成本、耐用的材料，以允许在一次使用之后丢弃射频线圈。射频线圈更加任意地定位，从而允许线圈的放置和/或尺寸基于所期望的解剖结构覆盖范围，而不必考虑固定的线圈重叠或电子器件定位。另一技术效应是线圈和耦接的一次性材料可符合患者的解剖结构、刚性或半刚性壳体轮廓，从而允许射频线圈定位在被成像的解剖结构附近，即使解剖结构的尺寸和形状不同。此外，由于最小化的材料和生产工艺，线圈的成本和重量可以显著降低，并且环境友好的工艺可以用于本公开的射频线圈与常规线圈的制造和小型化。

一个示例提供了用于磁共振成像(MRI)系统的一次性射频(RF)线圈组件。射频线圈组件包括：环部分，该环部分包括分布式电容导体；耦合电子部分，该耦合电子部分包括前置放大器；以及一次性材料，该一次性材料至少封闭环部分，该一次性材料包括纸、塑料和布料中的一种或多种。在射频线圈组件的第一示例中，耦合电子部分还包括去耦电路和阻抗反相器电路。在射频线圈组件的第二示例中，任选地包括第一示例，阻抗反相器电路包括阻抗匹配网络和输入平衡-不平衡转换器。在该组件的第三示例中，任选地包括第一示例和第二示例中的一个或两个，前置放大器包括用于高源阻抗优化的低输入阻抗前置放大器，并且其中阻抗匹配网络提供高源阻抗。在该组件的第四示例中，任选地包括第一示例至第三示例中的一个或多个或每一个，分布式电容导体包括由介电材料封装和分离的两个平行导体，这两个平行导体沿着环部分在其终端端部之间的整个长度由介电材料保持分离。在该组件的第五示例中，任选地包括第一示例至第四示例中的一个或多个或每一个，环部分的电容是两个平行导体之间的间隔、两个平行导体上的切口的位置和/或数量以及介电材料的函数。在该组件的第六示例中，任选地包括第一示例至第五示例中的一个或多个或每一个，环部分沿着环部分在其终端端部之间的整个长度没有任何电容和电感集总元件。在该组件的第七示例中，任选地包括第一示例至第六示例中的一个或多个或每一个，该组件还包括在耦合电子部分与射频线圈组件的接口连接器之间延伸的线圈接口电缆。在该组件的第八示例中，任选地包括第一示例至第七示例中的一个或多个或每一个，耦合电子部分可移除地耦接到环部分。

一个示例提供了用于磁共振成像(MRI)系统的射频(RF)线圈阵列。射频线圈阵列包括：第一射频线圈，该第一射频线圈包括第一集成电容器线圈环和第一耦合电子单元；第二射频线圈，该第二射频线圈包括第二集成电容器线圈环和第二耦合电子单元，第一耦合电子单元和第二耦合电子单元中的每一者包括前置放大器和阻抗匹配网络，该阻抗匹配网络被配置为产生高阻塞阻抗；一次性材料，该一次性材料封闭第一集成电容器线圈环和第二集成电容器线圈环；共同的壳体，该共同的壳体被配置为容纳第一耦合电子单元和第二耦合电子单元，该共同的壳体包括连接器，该连接器将第一耦合电子单元和第二耦合电子单元耦接到射频线圈阵列接口电缆。在射频线圈阵列的第一示例中，共同的壳体、第一耦合电子单元和第二耦合电子单元可移除地耦接到一次性材料。在该阵列的第二示例中，任选地包括第一示例，共同的壳体、第一耦合电子单元和第二耦合电子单元固定地耦接到一次性材料。在该阵列的第三示例中，任选地包括第一示例和第二示例中的一个或两个，第一射频线圈和第二射频线圈相对于彼此定位在非固定位置，使得每个射频线圈在定位在射频线圈阵列中时与另一个射频线圈具有可调节且可变量的重叠。在该阵列的第四示例中，任选地包括第一示例至第三示例中的一个或多个或每一个，每个耦合电子单元封装在印刷电路板(PCB)中。在该阵列的第五示例中，任选地包括第一示例至第四示例中的一个或多个或每一个，射频线圈阵列接口电缆包括以连续和/或邻接方式定位的多个共模陷阱，并且被配置为将射频线圈阵列耦接到MRI系统的处理系统。

一个示例提供了用于磁共振成像(MRI)系统的射频(RF)线圈组件。射频线圈组件包括适于定位在待成像的对象上的一次性部分。该一次性部分包括集成电容器线圈环、耦合电子单元以及一次性部分，该耦合电子单元包括前置放大器和阻抗匹配网络，该阻抗匹配网络被配置为产生高阻塞阻抗，并且该一次性材料至少封闭集成电容器线圈环。射频线圈组件还包括耐用的射频线圈阵列接口电缆，该耐用的射频线圈阵列接口电缆被配置为选择性地与一次性部分接合和脱离，以允许丢弃一次性部分而不需要丢弃耐用的射频线圈阵列接口电缆。在射频线圈组件的第一示例中，集成电容器线圈环包括由介电材料封装和分离的两个平行导体，这两个平行导体沿着环部分在其终端端部之间的整个长度由介电材料保持分离。在该组件的第二示例中，任选地包括第一示例，集成电容器线圈环的电容是两个平行导体之间的间隔、两个平行导体上的切口的位置和/或数量以及介电材料的函数。在该组件的第三示例中，任选地包括第一示例和第二示例中的一个或两个，集成电容器线圈环沿着集成电容器线圈环在其终端端部之间的整个长度没有任何电容和电感集总元件。在该组件的第四示例中，任选地包括第一示例至第三示例中的一个或多个或每一个，一次性材料包括纸、塑料和布料中的一种或多种。

如本文所用，以单数形式叙述且以词语“一”或“一个”开头的元件或步骤应被理解为不排除多个所述元件或步骤，除非明确地说明这种排除。此外，对本发明的“一个实施方案”的引用并非旨在被解释为排除也包含所叙述的特征的其他实施方案的存在。此外，除非明确地相反说明，否则“包含”、“包括”或“具有”一个元件或具有特定属性的多个元件的实施方案可包括不具有该属性的其他这类元件。术语“包括”和“在……中”用作相应术语“包含”和“其中”的通俗语言等同物。此外，术语“第一”、“第二”和“第三”等仅用作标记，而不旨在对其对象施加数字要求或特定的位置顺序。

该书面描述使用示例来公开本发明，包括最佳模式，并且还使相关领域的普通技术人员能够实践本发明，包括制造和使用任何设备或系统以及执行任何包含的方法。本发明可取得专利权的范围由权利要求限定，并且可包括本领域普通技术人员想到的其他示例。如果这些其他示例具有与权利要求的字面语言没有不同的结构元件，或者如果它们包括与权利要求的字面语言无实质差别的等效结构元件，则这些其他示例旨在在权利要求的范围内。

Claims (17)

1.一种用于磁共振成像(MRI)系统的一次性射频(RF)线圈组件，包括：

环部分，所述环部分包括分布式电容导体；

耦合电子部分，所述耦合电子部分包括前置放大器，其中所述耦合电子部分可移除地耦接到所述环部分；和

一次性材料，所述一次性材料至少封闭所述环部分，所述一次性材料包括纸、塑料和/或布料中的一种或多种，

其中所述分布式电容导体包括由介电材料封装和分离的两个平行导体，所述两个平行导体沿着所述环部分在其终端端部之间的整个长度由所述介电材料保持分离。

2.根据权利要求1所述的一次性射频线圈组件，其中所述耦合电子部分还包括去耦电路和阻抗反相器电路。

3.根据权利要求2所述的一次性射频线圈组件，其中所述阻抗反相器电路包括阻抗匹配网络和输入平衡-不平衡转换器。

4.根据权利要求3所述的一次性射频线圈组件，其中所述前置放大器包括用于高源阻抗优化的低输入阻抗前置放大器，并且其中所述阻抗匹配网络提供所述高源阻抗。

5.根据权利要求1所述的一次性射频线圈组件，其中所述环部分的电容是所述两个平行导体之间的间隔、所述两个平行导体上的切口的位置和/或数量以及所述介电材料的函数。

6.根据权利要求1所述的一次性射频线圈组件，其中所述环部分沿着所述环部分在其终端端部之间的整个长度没有任何电容和电感集总元件。

7.根据权利要求1所述的一次性射频线圈组件，还包括线圈接口电缆，所述线圈接口电缆在所述射频线圈组件的所述耦合电子部分与接口连接器之间延伸。

8.一种用于磁共振成像(MRI)系统的射频(RF)线圈阵列，包括：

第一射频线圈，包括如权利要求1-7中任一项所述的一次性射频线圈组件；

第二射频线圈，包括如权利要求1-7中任一项所述的一次性射频线圈组件；

一次性材料，所述一次性材料封闭所述第一射频线圈的环部分和所述第二射频线圈的环部分；和

共同的壳体，所述共同的壳体被配置为容纳所述第一射频线圈的第一耦合电子单元和所述第二射频线圈的第二耦合电子单元，所述共同的壳体包括连接器，所述连接器用于将所述第一耦合电子单元和所述第二耦合电子单元耦接到射频线圈阵列接口电缆，其中，所述共同的壳体能够从所述第一射频线圈的环部分和所述第二射频线圈的环部分拆下。

9.根据权利要求8所述的射频线圈阵列，其中所述共同的壳体、所述第一耦合电子单元和所述第二耦合电子单元可移除地耦接到所述一次性材料。

10.根据权利要求8所述的射频线圈阵列，其中所述共同的壳体、所述第一耦合电子单元和所述第二耦合电子单元固定地耦接到所述一次性材料。

11.根据权利要求8所述的射频线圈阵列，其中所述第一射频线圈和第二射频线圈相对于彼此定位在非固定位置处，使得每个射频线圈在定位在所述射频线圈阵列中时与另一个射频线圈具有可调节且可变量的重叠。

12.根据权利要求8所述的射频线圈阵列，其中每个耦合电子单元封装在印刷电路板(PCB)中。

13.根据权利要求8所述的射频线圈阵列，其中所述射频线圈阵列接口电缆包括以连续和/或邻接方式定位的多个共模陷阱，并且被配置为将所述射频线圈阵列耦接到所述MRI系统的处理系统。

14.一种用于磁共振成像(MRI)系统的射频(RF)线圈组件，包括：

一次性部分，所述一次性部分适于定位在待成像的对象上，所述一次性部分包括：

集成电容器线圈环；

可移除地耦接到所述集成电容器线圈环的耦合电子单元，所述耦合电子单元包括前置放大器和阻抗匹配网络，所述阻抗匹配网络被配置为产生高阻塞阻抗；和

一次性材料，所述一次性材料至少封闭所述集成电容器线圈环；以及

耐用的射频线圈阵列接口电缆，所述耐用的射频线圈阵列接口电缆被配置为选择性地与所述一次性部分接合和脱离，以允许丢弃所述一次性部分而不需要丢弃所述耐用的射频线圈阵列接口电缆，其中所述集成电容器线圈环包括由介电材料封装和分离的两个平行导体，所述两个平行导体沿着所述环部分在其终端端部之间的整个长度由所述介电材料保持分离。

15.根据权利要求14所述的射频线圈组件，其中所述集成电容器线圈环的电容是所述两个平行导体之间的间隔、所述两个平行导体上的切口的位置和/或数量以及所述介电材料的函数。

16.根据权利要求14所述的射频线圈组件，其中所述集成电容器线圈环沿着所述集成电容器线圈环在其终端之间的整个长度没有任何电容和电感集总元件。

17.根据权利要求14所述的射频线圈组件，其中所述一次性材料包括纸、塑料和布料中的一种或多种。