CN110568389A - 用于射频线圈组件的方法和系统 - Google Patents
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Abstract
本发明题为“用于射频线圈组件的方法和系统”。提供了用于磁共振成像(MRI)的射频(RF)线圈的各种方法和系统。在一个实施方案中,一种用于磁共振成像系统的射频线圈组件包括:柔性脊柱;和至少两个RF线圈区段,每个RF线圈区段耦合到所述柔性脊柱并且可相对于彼此移动,每个RF线圈区段包括至少一个柔性RF线圈,每个RF线圈包括环部分,所述环部分包括耦合电子器件部分以及由介电材料封装和分离的至少两个平行分布式电容线导体。
Description
技术领域
本文所公开的主题的实施方案涉及医学诊断成像,并且更具体地,涉及用于磁共振成像的系统。
背景技术
磁共振成像(MRI)是一种医学成像模态,其可以在没有X射线辐射或其他类型的电离辐射的情况下产生患者内部的图像。MRI系统是一种医学成像设备,其利用超导磁体在指定区域内(例如,在被成形为接收患者的通道内)形成强且均匀的静磁场。当患者身体(或患者身体的一部分)定位在磁场内时,与形成患者组织内的水的氢核相关联的核自旋变得极化。与这些自旋相关联的磁矩沿磁场方向对准并且在磁场方向上产生小的净组织磁化。MRI系统附加地包括磁梯度线圈,其相对于由超导磁体产生的均匀磁场的量值产生更小量值的空间变化磁场。空间变化磁场被配置成彼此正交,以便通过产生患者体内的不同位置处的氢核的特征共振频率来对该区域进行空间编码。然后使用射频(RF)线圈组件在氢核的共振频率下或其附近产生RF能量的脉冲。RF能量的脉冲被氢核吸收,由此向核自旋系统添加能量并且将氢核从静止状态调节到激发状态。当氢核从激发状态弛豫回到静止状态时,它们以RF信号的形式释放所吸收的能量。该信号由MRI系统检测并且由计算机使用已知的重建算法来转变成图像。
为了检测由患者身体发射的RF信号,RF线圈组件通常定位成靠近待由MRI系统成像的解剖特征。由MRI系统生成的图像的图像质量受到RF线圈组件紧密贴合患者身体轮廓的能力的影响。
发明内容
在一个实施方案中,用于磁共振成像(MRI)系统的射频(RF)线圈组件包括柔性脊柱以及至少两个RF线圈区段,该至少两个RF线圈区段各自耦合到柔性脊柱并且可相对于彼此移动。每个RF线圈区段包括至少一个柔性RF线圈,其中,每个RF线圈包括环部分,该环部分包括耦合电子器件部分以及由介电材料封装和分离的至少两个平行分布式电容线导体。
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示意性地示出了根据一个实施方案的包括至少一个RF线圈的MRI系统。
图2示出了用于MRI系统的RF线圈组件的第一侧的视图。
图3示出了图2的RF线圈组件的第二侧的视图。
图4A至图4D示出了图2至图3的RF线圈组件的视图,其中RF线圈组件的区段处于不同成角度位置。
图5示出了图2至图4的RF线圈组件的前视图,其中RF线圈组件耦合到患者的身体。
图6示出了图2至图5的RF线圈组件的RF线圈阵列的剖视图。
图7示意性地示出了耦合到控制器单元的RF线圈阵列的示例性RF线圈。
图8示出了RF线圈阵列中的第一示例性RF线圈和相关联的耦合电子器件。
图9示出了RF线圈阵列中的第二示例性RF线圈和相关联的耦合电子器件。
图10示意性地示出了示例性RF线圈阵列接口电缆,其包括位于MRI系统的处理系统与RF线圈阵列之间的多个连续和/或邻接的共模陷阱。
图11和图12示意性地示出了示例性RF线圈阵列接口电缆,其包括多个连续和/或邻接共模陷波器。
图2至图6按比例示出,但如果需要,也可以使用其他相对尺寸。
具体实施方式
以下描述涉及用于磁共振成像(MRI)的射频(RF)线圈组件的系统和方法的各种实施方案。MRI系统(诸如,图1所示的MRI系统)包括柔性RF线圈组件(诸如,图2所示的RF线圈组件)。RF线圈组件包括通过共同的柔性脊柱彼此连接的几个柔性区段,每个区段包括如图3所示的多个RF线圈。柔性区段可相对于柔性脊柱枢转,如图4A至图4D所示,以便贴合患者身体的轮廓,如图5所示。每个区段可以单独地缠绕在患者身体的一个或多个解剖特征周围,以便经由MRI系统对解剖特征进行成像。RF线圈被配置为具有耦合电子器件和分布式电容线导体,如参考图6至图12所描述的,使得每个RF线圈对每个其他RF线圈是透明的。这样,RF线圈组件的各区段可以抵靠患者身体定位并且缠绕在患者周围,以便对包括复杂几何形状的身体部分(诸如,上臂连接到躯干的位置)成像。由于RF线圈包括耦合电子器件和分布式电容线导体,RF线圈组件的区段可以相对于彼此移动和/或重叠,而不会损害由RF线圈传输到MRI系统的MR信号。
现在转向图1,其示出了磁共振成像(MRI)装置10。MRI装置10包括超导场磁体单元12、梯度线圈单元13、RF线圈单元14(在本文中可以称为RF线圈组件)、RF体或体积线圈单元15、传输/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,RF线圈单元14是表面线圈,其是局部线圈,通常被放置成靠近对象16(例如,患者)感兴趣的解剖结构。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(该梯度磁场向彼此垂直的三个空间轴线中的一个空间轴线倾斜),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方向上产生梯度磁场。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。
RF线圈单元14被设置成例如包封要对受检者16成像的区域。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。RF线圈单元14以磁共振信号的形式接收由此在要对受检者16成像的切片中激励的质子自旋恢复到与初始磁化矢量对齐时产生的电磁波。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内的超导场磁体单元12产生,以激发核。RF线圈单元14可从MR装置10断开并更换为另一个RF线圈单元,相比之下,RF体线圈单元15固定地附接和连接到MRI装置10。此外,尽管局部线圈诸如包括射频线圈单元14的那些可以向对象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RF激发和良好的图像均匀性,代价是相对较高的RF功率沉积在对象体内。对于发射-接收局部线圈而言,局部线圈向感兴趣区域提供RF激励并且接收MR信号,从而降低受检者中沉积的RF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。RF驱动器单元22基于来自控制器单元25的控制信号并使用门调制器将从RF振荡器接收到的RF信号调制成具有预定包络的预定定时信号。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,相位检测器使用来自RF驱动器单元22的RF振荡器的输出作为参考信号来对从RF线圈单元14接收并由前置放大器放大的磁共振信号进行相位检测,并且将相位检测的模拟磁共振信号输出到模拟/数字转换器以便转换为数字信号。由此获得的数字信号被输出到数据处理单元31。
MRI装置10包括用于将受检者16置于其上的检查台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包括计算机和记录介质,在该记录介质上记录了要由计算机执行的程序。该程序在由计算机执行时引起该装置的各个部分执行对应于预定扫描的操作。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。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,而且通过向它们输出控制信号来控制检查台26、RF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生成光谱数据。
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生成的对象16的切片图像或三维(3D)图像。
在扫描期间,RF线圈接口电缆可以用于在RF线圈(例如,RF线圈单元14和RF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RF线圈和/或从RF线圈接收信息。如前所述,RF体线圈单元15是传输RF信号的传输线圈,并且局部表面RF线圈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,发射体线圈(例如,RF体线圈单元15)和表面接收线圈(例如,RF线圈单元14)可以是彼此经由数据获取单元或其他处理单元物理地耦合的独立结构。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”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合并因此不与传输线圈共振。当接收线圈耦合到RF信号的全功率时,此类去耦合降低了辅助电路内产生噪声的可能性。下文将描述关于接收射频线圈的去耦合的附加细节。
常规的RF线圈可以包括印刷电路板(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、去耦合电路和前置放大器。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RF线圈和RF线圈阵列缺乏柔韧性,因此可能无法贴合患者的解剖结构、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,RF线圈组件(诸如RF线圈单元14)可以包括分布式电容线导体,而非具有集总电子部件的PCB上的铜迹线。因此,RF线圈组件可以是轻质且柔韧的,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。与RF线圈(例如,分布式电容线)的环部分耦合的耦合电子器件部分可被微型化,并利用用于高源阻抗优化(例如,因阻抗匹配电路引起)的低输入阻抗前置放大器,并且允许RF线圈阵列中的线圈元件之间的柔性重叠。此外,RF线圈与系统处理部件之间的RF线圈接口电缆可以是柔性的并且包括分布平衡-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。
RF线圈组件可以被构造成用于对患者的难以用刚性(例如,非柔性)RF线圈阵列成像的特定解剖特征进行成像。具体地讲,RF线圈组件可以包括可相对于彼此枢转和/或弯曲的至少两个区段,其中每个区段由柔性材料形成并且包括至少一个柔性RF线圈。在一些示例(例如,类似于下文参考图2至图6描述的示例)中,区段中的一者或多者可以包括被布置为形成RF线圈阵列中的两个或更多个RF线圈。RF线圈组件的每个区段的RF线圈彼此电耦合,并且可以将RF信号输出到可电耦合到MRI装置10的单个输出端(例如,单个线圈接口电缆或电缆束)。每个区段可以缠绕在待由MRI装置10成像的兴趣解剖特征周围。例如,不同的区段可以缠绕在患者的手臂、肩膀和颈部周围,以便对患者的臂丛神经进行成像。由于患者与患者之间的手臂、肩部和颈部的几何形状差异很大,利用常规RF线圈对臂丛神经进行成像通常很困难。在另一个示例中,不同的区段可以缠绕在患者的大腿和腹股沟周围,以便对身体的对应区域进行成像。本文所公开的RF线圈组件可以适合于各种不同尺寸(例如,重量、高度等)的患者。此外,由于RF线圈组件的各区段具有缠绕在患者解剖结构周围的能力,这使RF线圈能够更靠近患者的身体定位,因此相对于常规RF线圈,本文所公开的RF线圈组件可以增大由MRI装置10生成的图像的信噪比(SNR)。RF线圈组件适合更多类型的患者的能力可以降低MRI装置10的成像成本(例如,通过减少用于经由MRI装置10对患者进行成像的不同RF线圈组件的数量),并且可以提高MRI装置10的成像质量(例如,通过增大SNR)。
现在转向图2,其示出了RF线圈组件200的第一视图。RF线圈组件200可以类似于上文参考图1所述的RF线圈单元14。例如,RF线圈组件200可以电耦合到MRI装置(例如,图1的且如上所述的MRI装置10),以用于对患者的一个或多个解剖特征进行成像。在一个示例中,可以使用RF线圈组件200来对患者的臂丛神经和/或躯干进行成像,如下文进一步描述的。在另一个示例中,RF线圈组件200可以用于对患者的下部区域(诸如,大腿、臀部和/或腹股沟的区域)进行成像。
RF线圈组件200包括可相对于彼此枢转和/或弯曲的至少两个柔性区段。这些区段可相对于彼此移动,并且被布置成彼此重叠,使得RF线圈组件200可以类似于一件铠甲。具体地讲,RF线圈组件200包括第一区段210、第二区段212、第三区段214和第四区段216,其中,第二区段212与第三区段214重叠,并且第三区段214与第四区段216重叠。每个区段相对于每个其他区段是可移动的(例如,可旋转、可枢转、可弯曲等)。第一区段210、第二区段212、第三区段214和第四区段216在本文中各自可以被称为RF线圈区段和/或RF线圈阵列区段。在图2所示的示例中,第一区段210不与第二区段212重叠。然而,在其他示例中,第一区段210可以与第二区段212重叠。在一些示例中,区段的一个或多个边缘可以与相邻区段的一个或多个边缘重叠。此外,每个区段的RF线圈的一个或多个边缘(例如,RF线圈阵列)可以与其他区段(例如,其他RF线圈阵列)的RF线圈的一个或多个边缘重叠。例如,第二区段212的底部边缘(例如,第二区段212的定位成最靠近第二端部272的边缘)可以与第三区段214的顶部边缘(例如,图3所示的顶部边缘364)重叠,并且第三区段214的底部边缘(例如,第三区段的定位成最靠近第二端部272的边缘)可以与第四区段216的顶部边缘(例如,图3所示的顶部边缘366)重叠。
RF线圈组件200的每个区段可以在身体的不同位置处缠绕在患者身体周围。例如,第一区段210可以覆盖(例如,缠绕)患者的颈部(例如,以便经由MRI装置(诸如,图1所示的且如上所述的MRI装置10)对颈部进行成像),第二区段212可以覆盖(例如,缠绕)患者的肩部,第三区段214可以覆盖(例如,缠绕)患者手臂的上部部分(例如,上部区段),并且第四区段216可以覆盖(例如,缠绕)患者手臂的下部部分(例如,下部区段)。在一些示例中,区段中的一者或多者可以缠绕身体的同一个解剖特征。例如,第二区段212和第三区段214可以各自缠绕在患者肩部的对应部分周围,并且第二区段212和第三区段214可以沿肩部重叠。尽管RF线圈组件200被示出为包括四个区段(例如,第一区段210、第二区段212、第三区段214和第四区段216),但在其他示例中,RF线圈组件200可以包括不同数量的区段(例如,五个区段、六个区段等)。
RF线圈组件200可以用于对患者的多个解剖特征进行成像,而无需相对于患者身体重新定位RF线圈组件200。例如,MRI装置(在本文中可以被称为MRI系统)的操作者可以将RF线圈组件200耦合到患者的身体,以便利用MRI系统的单次扫描对臂丛神经、躯干以及手臂的长骨(例如,肱骨和/或桡骨)进行成像(例如,而不需要经由MRI系统执行多次扫描或成像操作,并且不需要相对于患者身体移动RF线圈组件200)。在其他示例中,操作者可以经由RF线圈组件200对患者身体的其他解剖特征(诸如,心脏、肺和/或颈椎/上胸椎区域)进行成像。
可以根据待成像的解剖特征来定RF线圈组件200的每个区段的尺寸。例如,第一区段210的尺寸可以被定成缠绕在患者的颈部周围,第二区段212的尺寸可以被定成缠绕在患者肩部周围并且/或者覆盖患者肩部,第三区段214的尺寸可以被定成缠绕在患者的上臂周围,并且第四区段216的尺寸可以被定成缠绕在患者的上臂和下臂中的每一者的一部分周围。具体地讲,第一区段210的尺寸可以被定成使得第一区段210的长度260略大于平均大小的患者(例如,群体或国家内具有平均身高和/或体重的患者)的颈部的周长(例如,大3厘米至10厘米)。例如,普通美国女性可以具有162厘米的身高和35厘米的颈部周长,并且第一区段210的长度260可以介于38厘米至45厘米之间。根据待由每个区段成像的解剖特征的平均尺寸以类似的方式来确定RF线圈组件200的其他区段(例如,第二区段212、第三区段214和第四区段216)的尺寸。例如,可以根据普通患者的肩部尺寸来确定第二区段212的长度262,使得长度262略大于平均肩部尺寸(例如,比平均肩部尺寸大3厘米至10厘米),可以根据普通患者的上臂周长(例如,略大于平均上臂周长)来确定第三区段214的长度264,并且可以根据普通患者的下臂周长(例如,略大于平均下臂周长)来确定第四区段216的长度266。
在图2中,RF线圈组件200被示出为处于展平构造,使得每个区段大致沿相同的平面安置(例如,其中RF线圈组件200未耦合到患者身体并且第一区段210、第二区段212、第三区段214和第四区段216未如上所述缠绕的配置)。区段中的每一者包括至少一个柔性RF线圈,并且在一些示例中,区段中的一者或多者可以包括被布置为形成RF线圈阵列中的多个RF线圈。具体地讲,在图2所示的示例中,第一区段210包括含有多个RF线圈的第一线圈阵列202,第二区段212包括含有多个RF线圈的第二线圈阵列204,第三区段214包括含有多个RF线圈的第三线圈阵列206,并且第四区段216包括含有多个RF线圈的第四线圈阵列208。在一些示例中,RF线圈阵列中的RF线圈可以沿同一轴线布置。例如,第一线圈阵列202包括第一RF线圈218、第二RF线圈219、第三RF线圈221、第四RF线圈223、第五RF线圈225和第六RF线圈227,其中,RF线圈中的每一者沿平行于长度260延伸的轴线250居中(在本文中可以被称为第一区段210的纵向轴线),其中,轴线250垂直于中心轴线274。在其他示例中,可以以不同的相对布置(例如,不沿同一轴线对齐)定位RF线圈。然而,通过使第一区段210的RF线圈沿轴线250对齐,第一区段210可以用于对RF线圈组件200耦合到的患者的整个颈部进行成像。例如,第一线圈阵列202的RF线圈沿轴线250彼此重叠,并且在第一区段210缠绕在患者颈部周围的情况下,颈部的每个部分靠近第一线圈阵列202中的至少一个RF线圈(例如,被其环绕),使得整个颈部可以由MRI系统经由第一区段210成像。
在一些示例中,第一区段210、第二区段212、第三区段214和第四区段216中的至少一者可以包括恰好一个RF线圈。例如,第二区段212、第三区段214和第四区段216各自可以包括一个以上的RF线圈,并且第一区段210可以包括恰好一个RF线圈而不包括其他RF线圈。在另一个示例中,第一区段210可以包括恰好一个RF线圈而不包括其他RF线圈,第二区段212可以包括恰好一个RF线圈而不包括其他RF线圈,并且第三区段214和第四区段216各自可以包括一个以上的RF线圈。其他示例也是可能的。
相对于每个其他区段,每个区段的RF线圈可以具有不同的尺寸(例如,不同的直径)。例如,第一区段210的RF线圈可以具有8cm的直径,第二区段的RF线圈可以具有11cm的直径。此外,在一些示例中,相同区段内的一个或多个RF线圈相对于同一区段内的其他RF线圈可以具有不同的尺寸(例如,不同的直径)。例如,第一区段210的第一RF线圈218可以具有8cm的直径,并且第一区段210的第二RF线圈219可以具有9cm的直径。其他示例也是可能的。
尽管上文作为示例描述了第一线圈阵列202和第一区段210的RF线圈的配置,但可以以类似的方式配置RF线圈组件200的每个其他区段(例如,第二区段212、第三区段214和第四区段216)。例如,第二线圈阵列204的RF线圈可以沿第二区段212的轴线(例如,平行于长度262的轴线)布置,第三线圈阵列206的RF线圈可以沿第三区段214的轴线(例如,平行于长度264的轴线)布置,等等。此外,在一些示例中,区段中的一者或多者可以包括多行RF线圈(例如,如第四区段216的第四线圈阵列208所示),其中,每行的RF线圈沿对应的轴线(例如,相对于第四区段216的示例,平行于长度266的轴线)布置。
RF线圈组件200的每个区段(例如,第一区段210、第二区段212、第三区段214和第四区段216)可以由对RF信号而言是透明的柔性材料形成。在一个示例中,RF线圈组件200的区段可以由一层或多层材料形成。在一些示例中,每个区段的RF线圈可以嵌入到柔性材料内(例如,由一层或多层柔性材料完全包围)。第一区段210的嵌入到第一区段210内的RF线圈的示例由图6的沿轴线250的剖视图示出。此外,每个RF线圈耦合到对应的耦合电子器件(例如,耦合到第六RF线圈227的耦合电子器件部分242),并且对应的耦合电子器件(以及耦合到耦合电子器件和/或RF线圈的电线)可以与RF线圈一起嵌入到柔性材料内。例如,第二区段212的RF线圈(例如,第二线圈阵列204的RF线圈)的耦合电子器件部分244可以嵌入到第二区段212的材料内,第三区段214的RF线圈(例如,第三线圈阵列206的RF线圈)的耦合电子器件部分246可以嵌入到第三区段214的材料内,并且第四区段216的RF线圈的耦合电子器件部分248(例如,第四线圈阵列208的RF线圈)可以嵌入到第四区段216的材料内。在其他示例中,RF线圈、耦合电子器件和/或电线可以可移除地耦合(例如,安装)到每个区段。RF线圈可以与柔性材料一起弯曲和/或变形,而不会损害与RF线圈相关联的信号(例如,RF信号)(例如,用于利用MRI系统经由RF线圈组件对患者进行成像的信号,如上所述)。
尽管图2至图3示出了第一区段210(例如,第一线圈阵列202)、第二区段212(例如,第二线圈阵列204)、第三区段214(例如,第三线圈阵列206)和第四区段216(例如,第四线圈阵列208)的RF线圈,但如上所述,RF线圈可以嵌入到RF线圈组件的对应区段的材料内,并且可能对观察者不可见(例如,对患者和/或操作者不可见)。图2至图3示出了RF线圈,以便示出RF线圈相对于第一区段210、第二区段212、第三区段214和第四区段216的相对定位和布置。图6示出了且下文进一步描述了第一区段210的嵌入到第一区段210的材料内的RF线圈的示例。
RF线圈组件200包括具有连接器240的线圈接口电缆238(在本文中可以被称为电缆束)。耦合到耦合电子器件部分(例如,耦合电子器件部分242、244等)的每根电线可以一起(例如,捆绑在一起)容纳在线圈接口电缆238内并且电耦合到连接器240。例如,如图6所示,第一区段210可以包括端口600,电线可以通过该端口从第一区段210向外延伸以与线圈接口电缆238连接。每个区段可以包括类似的端口(例如,类似于图6所示的端口600),并且在一些示例中,线圈接口电缆238可以经由每个端口与耦合到耦合电子器件部分的线电耦合。线圈接口电缆238在每个耦合电子器件部分与连接器240(在本文中可以被称为RF线圈接口连接器)之间延伸。连接器240可以与MRI系统连接(例如,通过插入到MRI系统的输入端来与MRI系统电耦合),以便将来自RF线圈的信号输出到MRI系统,并且MRI系统可以处理经由连接器从RF线圈组件200的RF线圈接收到的信号,以便生成患者身体的图像(例如,患者的待由RF线圈组件200成像的解剖特征的图像)。在所示的示例中,线圈接口电缆238从RF线圈组件200的第二端部272向外延伸,其中,第二端部272沿RF线圈组件200的中心轴线274与第一端部270相对,并且第一区段210定位在第一端部270处,第四区段216定位在第二端部272处。
RF线圈组件200包括被配置为将RF线圈组件200耦合到患者身体的多个带。具体地讲,第一区段210包括第一带226和第二带228,第三区段214包括第三带230和第四带232,并且第四区段216包括第五带234和第六带236。第一带226相对于中心轴线274定位成与第二带228相对,第三带230相对于中心轴线274定位成与第四带232相对,并且第五带234相对于中心轴线274定位成与第六带236相对。第一带226和第二带228定位在第一区段210的相对侧处,使得第一带226和第二带228可以跨患者的身体耦合在一起(例如,缠绕在患者的身体周围,以便将RF线圈组件200固定到患者)。类似地,第三带230和第四带232定位在第三区段214的相对侧处,使得第三带230和第四带232可以跨越患者的身体耦合在一起,并且第五带234和第六带236定位在第四区段216的相对侧处,使得第五带234和第六带236可以跨患者的身体耦合在一起。图5示出了且下文进一步描述了耦合到患者身体的RF线圈组件200的示例。
尽管上文将RF线圈组件200描述为包括第一带226、第二带228、第三带230、第四带232、第五带234和第六带236,但在其他示例中,RF线圈组件200可以包括不同数量、不同尺寸和/或不同布置的带。例如,RF线圈组件200可以仅包括第一带226、第三带230和第五带234,其中,第一带226、第三带230和第五带234中的每一者的长度均大于图2至图3所示的长度(例如,第一带226的长度可以是图2所示的长度280的两倍,并且第三带230和第五带234的长度可以被定成与第一带226类似)。在此类示例中,第一带226、第三带230和第五带234可以各自缠绕在患者身体周围,并且可以耦合到相对于中心轴线274定位成与第一带226、第三带230和第五带234相对的一个或多个紧固件(例如,带扣、钩环紧固件等)。例如,第一带226定位在第一区段210的第一侧284处,并且一个或多个紧固件可以在第一区段210的相对的第二侧286处耦合到第一区段210。第一带226可以缠绕在本专利的主体周围,并且在第二侧286处与一个或多个紧固件耦合,以便将RF线圈组件200耦合到患者。在其他示例中,第一侧284可以包括适于以类似方式与第二带228耦合的一个或多个紧固件。此外,其他区段(例如,第二区段212、第三区段214和/或第四区段216)可以包括适于与区段的对应带耦合的紧固件,类似于上文所述的第一带226的示例。
现在转向图3,其示出了RF线圈组件200的第二视图,其中,RF线圈组件200处于展平构造。图3所示的视图与图2所示的视图相对。具体地讲,图2示出了RF线圈组件200的前侧面(例如,在RF线圈组件200耦合到患者的情况下背离患者的前侧面)的视图,并且图3示出了RF线圈组件200的后侧面(例如,在RF线圈组件200耦合到患者的情况下面朝患者的后侧面)的视图。图2至图3各自包括用于比较所示视图的参考轴线299。参照图2,参考轴线299的z轴线延伸出页面(例如,延伸出图2的视图的平面之外,并且从RF线圈组件200的前侧面在向外的方向上延伸)。参照图3,参考轴线299的z轴线延伸到页面中(例如,延伸到图3的视图的平面中)。
如图3所示,RF线圈组件200包括柔性脊柱320。柔性脊柱320在中心轴线274的方向上延伸,并且柔性脊柱320沿中心轴线274居中。具体地讲,中心轴线274相对于柔性脊柱320的宽度322在垂直方向上延伸,其中,宽度322平行于参考轴线299的x轴线,并且中心轴线274平行于参考轴线299的y轴线,并且x轴线和y轴线垂直于彼此布置。宽度322可以小于长度260的一半。
柔性脊柱320经由对应的连接部耦合到RF线圈组件200的每个区段。具体地讲,第一区段210通过连接部312耦合到柔性脊柱320,第二区段212通过连接部314耦合到柔性脊柱320,第三区段214通过连接部316耦合到柔性脊柱320,第四区段216通过连接部318耦合到柔性脊柱320。在一个示例中,连接部312、314、316和318可以是缝编的。例如,第一区段210可以在连接部312处缝编(例如,缝合)到柔性脊柱320,第二区段212可以在连接部314处缝编到柔性脊柱320,等等。在另一个示例中,耦合部312、314、316和318可以是柔性脊柱320和对应区段之间的不同类型的耦合件。例如,第一区段210可以在连接部312处熔合到(例如,RF焊接到)、粘附到(例如,胶合)并且/或者紧固(例如,钉合、捆绑、经由钩环紧固件耦合等)到柔性脊柱320。第二区段212、第三区段214和第四区段216可以以类似方式经由其对应的连接部(例如,分别经由连接部314、316和318)耦合到柔性脊柱320。
连接部312、314、316和318中的每一者可以利用柔性脊柱320和区段210、212、214和216的材料的柔性,来使区段能够相对于柔性脊柱320并且相对于彼此移动(例如,枢转、扭转、旋转等)。具体地讲,在一些示例中,连接部312、314、316和318可以不包括向区段210、212、214和216提供旋转自由度的任何附加部件(诸如,销、轴、插口、轴承、轴颈、孔、铰链等)。相反,区段210、212、214和216的旋转自由度仅由区段210、212、214和216的材料提供。每个区段通过其对应的连接部固定到柔性脊柱320,其中,连接部不包括相对于柔性脊柱或区段210、212、214和216旋转的任何部件。
RF线圈组件200的至少两个区段仅经由柔性脊柱320彼此耦合(例如,彼此未固定地耦合并且可相对于彼此移动)并且不在任何位置处彼此直接耦合。具体地讲,尽管第一区段210、第二区段212、第三区段214和第四区段216彼此可以部分地重叠(例如,第二区段212可以与第三区段214部分地重叠,第三区段214可以与第四区段216部分地重叠,等等),并且各自直接耦合到柔性脊柱320,区段中的至少两者彼此未直接耦合。直接耦合包括经由熔合、紧固、粘附等固定地耦合,如上文参考连接部312、314、316和318所描述的。直接耦合不包括在不使区段彼此紧固、熔合等的情况下将区段定位成彼此接触。此外,直接耦合不包括仅经由摩擦将区段保持为彼此接触。
尽管在本文中可以是指第一区段210、第二区段212、第三区段214和第四区段216经由柔性脊柱320彼此耦合,但这些区段并未如上所述地彼此直接耦合。具体地讲,第一区段210经由连接部312直接耦合到柔性脊柱320,并且未直接耦合到第二区段212、第三区段214或第四区段216。第二区段212经由连接部314直接耦合到柔性脊柱320,并且未直接耦合到第一区段210、第三区段214或第四区段216。第三区段214经由连接部314直接耦合到柔性脊柱320,并且未直接耦合到第一区段210、第二区段212或第四区段216。第四区段216经由连接部316直接耦合到柔性脊柱320,并且未直接耦合到第一区段210、第二区段212或第三区段214。在该配置中,RF线圈组件200的四个区段沿中心轴线274以重叠或半重叠的方式布置,其中,中心轴线274由柔性脊柱320限定(例如,如上所述,中心轴线274沿柔性脊柱320的长度350延伸并且相对于柔性脊柱320居中,其中,长度350垂直于宽度322并且平行于参考轴线299的y轴线)。
RF线圈组件200的每个带(例如,第一带226、第二带228、第三带230、第四带232、第五带234和第六带236)可以直接耦合到RF线圈组件200的对应区段。具体地讲,第一带226可以经由连接部306直接耦合到第一区段210,第二带228可以经由连接部300直接耦合到第一区段210,第三带230可以经由连接部308直接耦合到第三区段214,第四带232可以经由连接部302直接耦合到第三区段214,第五带234可以经由连接部310直接耦合到第四区段216,并且第六带236可以经由连接部304直接耦合到第四区段216。
在所示的示例中,第一区段210仅通过连接部312直接耦合到柔性脊柱320,其中,连接部312定位在第一区段210的顶部边缘360处。第二区段212仅通过连接部314直接耦合到柔性脊柱320,其中,连接部314定位在第二区段212的顶部边缘362处。第三区段214仅通过连接部316直接耦合到柔性脊柱320,其中,连接部316定位在第三区段214的顶部边缘364处。第四区段216仅通过连接部318直接耦合到柔性脊柱320,其中,连接部318定位在第四区段216的顶部边缘366处。这样,RF线圈区段中的每一者可以仅沿相应区段的顶部边缘固定地耦合到柔性脊柱。例如,第一区段210可以仅在第一区段210的顶部边缘处固定地耦合到柔性脊柱320,并且第一区段210可以不在第一区段210的底部边缘处固定地耦合到柔性脊部320。每个连接部均可以具有固定耦合到柔性脊柱端部的顶部终止边缘和底部终止边缘,并且每个区段可以不在顶部终止边缘上方和底部终止边缘下方的任何位置处耦合到柔性脊柱。
RF线圈组件200被配置为可与患者的左臂或右臂中的任一者可互换地耦合。具体地讲,RF线圈组件200的区段相对于柔性脊柱320的布置使得RF线圈组件200能够耦合到患者的任一个臂。例如,RF线圈组件200可以耦合到患者的左臂,并且左臂可以由MRI装置成像。然后,RF线圈组件可以与左臂分离并耦合到右臂,并且右臂可以由MRI装置成像。在这种配置中,患者的两个臂均可以由RF线圈组件200成像,而无需附加的RF线圈、RF线圈组件和/或RF线圈阵列。
每个区段(例如,第一区段210,第二区段212、第三区段214和第四区段216)可以相对于柔性脊柱320居中,以提高RF线圈组件200耦合到患者的左臂或右臂中任一者的容易程度。例如,这些区段可以在使得中心轴线274平分图2所示的长度260、262、264和266中的每一者的位置处直接耦合到柔性脊柱320。
在这种配置中,在RF线圈组件200耦合到患者的左臂的情况下RF线圈组件200的位置可以是RF线圈组件200耦合到患者的右臂的情况下RF线圈组件的位置的镜像。具体地讲,在RF线圈组件200耦合到患者的左侧(例如,左臂)或右侧(例如,右臂)的情况下,第一区段210可以缠绕在患者的颈部周围;在RF线圈组件200耦合到患者的左侧的情况下,第二区段212可以缠绕在左肩周围,并且在RF线圈组件200耦合到患者的右侧的情况下,第二区段212可以缠绕在右肩周围;并且在RF线圈组件耦合到患者左侧的情况下,第三区段214和第四区段216可以各自缠绕在左臂周围,在RF线圈组件耦合到患者右侧的情况下,第三区段214和第四区段216可以各自缠绕在右臂周围。此外,在如上所述的使用RF线圈组件对患者的下部区域成像的情况下,RF线圈组件可以耦合到患者左侧处的特征部(例如,左大腿、臀部和/或腹股沟)或者可以耦合到患者右侧处的特征部(例如,右大腿、臀部等),其中,在RF线圈组件200耦合到左侧的条件下RF线圈组件200在患者左侧处的位置是在RF线圈组件200耦合到右侧的情况下RF线圈组件200在患者右侧处的位置的镜像。
图5示出了耦合到患者500的RF线圈组件200的示例。第一区段210被示出为缠绕在患者500的颈部508周围,其中,第二区段212定位在右臂502的肩部上方,并且第三区段214和第四区段216缠绕在右臂502周围。第四带232跨患者的躯干506耦合,以便相对于患者身体保持RF线圈组件200的位置。如上所述,在RF线圈组件200耦合到左臂504的情况下,RF线圈组件200的位置是在RF线圈组件200耦合到右臂502的情况下RF线圈组件200的位置的镜像。在RF线圈组件200耦合到左臂504的情况下RF线圈组件200的位置由虚线轮廓520指示。
转到图4A至图4D,每幅图均示出了RF线圈组件200,其中,各区段处于成角度(例如,枢转、旋转等)位置。具体地讲,图4A示出了具有各区段(例如,第一区段210、第二区段212、第三区段214和第四区段216)的RF线圈组件200的透视图,其中各区段以第一量相对于柔性脊柱320成角度;图4B示出了图4A所示配置的侧视图;图4C示出了具有各区段的RF线圈组件200的侧视图,其中各区段以第二量成角度;并且图4D示出了具有各区段的RF线圈组件200的侧视图,其中各区段以第三量成角度。具体地讲,在图4A至图4D所示的每个视图中,这些区段相对于中心轴线274成角度,使得每个区段不与柔性脊柱320平行。
在图4A至图4B中,这些区段相对于柔性脊柱320围绕相应轴线以角度400(图4B所示)成角度(例如,第一区段210围绕轴线550以角度400成角度,第二区段212围绕轴线552以角度400成角度,第三区段214围绕轴线554以角度400成角度,并且第四区段216围绕轴线556以角度400成角度,其中,轴线550、552、554和556由图4A示出,并且各区段在远离柔性脊柱320的向上的方向上成角度)。在图4C中,这些区段相对于柔性脊柱320以角度402成角度(例如,第一区段210围绕轴线550以角度402成角度,第二区段212围绕轴线552以角度402成角度,第三区段214围绕轴线554以角度402成角度,并且第四区段216围绕轴线556以角度402成角度,其中,轴线550、552、554和556由图4A示出,并且各区段在远离柔性脊柱320的向上的方向上成角度)。在图4D中,这些区段相对于柔性脊柱320以角度404成角度(例如,第一区段210围绕轴线550以角度404成角度,第二区段212围绕轴线552以角度404成角度,第三区段214围绕轴线554以角度404成角度,并且第四区段216围绕轴线556以角度404成角度,其中,轴线550、552、554和556由图4A示出,并且各区段在远离柔性脊柱320的向上的方向上成角度)。在一个示例中,角度400相对于中心轴线274可以小于90度,角度402相对于中心轴线274可以为90度,并且角度404相对于中心轴线274可以大于90度。轴550、552、554和556由每个区段与柔性脊柱320之间的相应界面(例如,相应地,第一区段210的连接部312、第二区段212的连接部314、第三区段214的连接部316和第四区段216的连接部318)限定。
每个区段可以相对于一个或多个其他区段以不同量成角度,以便贴合患者的身体。此外,尽管图中示出了角度400、402和404,但每个区段可单独地枢转(例如,旋转和/或弯曲)到角度范围内的多个不同角度(例如,相对于中心轴线274的0度至180度),其中,角度范围包含角度400、402和404。在每个示例中,区段中的每一者可以相对于柔性脊柱320旋转至少90度(例如,相对于区段与柔性脊柱的相应界面,诸如,连接部312、314、316和318)。此外,这些区段是柔性的,使得每个区段的一些部分可以相对于每个区段的其他部分在不同方向上变形(例如,弯曲)(例如,以便缠绕在患者的身体周围)。
RF线圈组件200可以增大SNR,就像专门为他们定制的那样适合于更宽范围内的患者,并且允许高难度扫描以产生更清晰的图像。RF线圈组件还可以比常规RF线圈组件轻,并且在不使用时可以更容易存储。
现在转向图7,其示出了RF线圈802的示意图,该RF线圈包括环部分801,该环部分经由耦合电子部分803和线圈接口电缆812耦合到控制器单元810。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。RF线圈802是图1的RF线圈单元14所包括的RF线圈的一个非限制性示例(例如,类似于上文所述的RF线圈组件200所包括的RF线圈),并且因此可以在MRI装置10等中的一个或多个频率下操作。线圈接口电缆812可以是在RF线圈(或RF线圈阵列)的电子器件部分803与接口连接器之间延伸的线圈接口电缆。线圈接口电缆812可以是在RF线圈(或RF线圈阵列)的接口连接器与MRI系统控制器单元810之间延伸的RF线圈接口电缆(或RF线圈阵列接口电缆)。控制器单元810可以与图1中的数据处理单元31或控制器单元25相关联,并且/或者可以是图1中的数据处理单元31或控制器单元25的非限制性示例。
本公开的RF线圈包括比常规RF线圈中的使用的显著更少量的铜、印刷电路板(PCB)材料和电子部件,并且包括由介电材料封装并隔开的平行细长线导体,从而形成线圈元件。这些平行导线形成低电抗结构,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,电流减小并且磁场耦合最小化。使电子器件在尺寸和容量方面最小化,以保持质量和重量较低并且防止与所需场的过度相互作用。此时封装可极有柔性,这允许适形于解剖结构,从而优化信噪比(SNR)和成像加速度。
用于MR的常规RF接收线圈包括通过电容器在它们之间连接的若干导电间隔。通过调节电容器的值,可使RF线圈的阻抗达到其最小值(通常由低电阻表征)。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。该电的分布在大约5-15cm的整个导电间隔长度内发生,从而引起类似范围的电偶极场。在较大介电负荷的附近,间隔的自电容改变,从而使线圈失谐。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RF线圈环重叠的情况下,与常规RF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,RF线圈薄的横截面允许更好的磁去耦合并减少或消除两个环之间的重叠。
耦合电子器件部分803可耦合到RF线圈802的环部分。在本文中,耦合电子器件部分803可以包括去耦合电路804、阻抗逆变器电路806和前置放大器808。去耦合电路804可以在传输操作期间有效地去耦合射频线圈。通常,RF线圈802在其接收模式下可以耦合到待由MR装置成像的受检者的身体以便接收在发射模式期间发射的RF信号的回波。如果RF线圈802不用于传输,则可以在RF体线圈传输RF信号时使RF线圈802与RF体线圈去耦合。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合。在本文中,开关电路可以激活可操作地连接到RF线圈802的解谐电路。
阻抗反相器电路806可以在RF线圈802与前置放大器808之间形成阻抗匹配网络。阻抗反相器电路806被配置为将RF线圈802的线圈阻抗变换为用于前置放大器808的最佳源阻抗。阻抗反相器电路806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808接收来自对应RF线圈802的MR信号并放大所接收的MR信号。在一个示例中,前置放大器可具有被配置为适应相对较高的阻塞或源阻抗的低输入阻抗。下面将结合图8和图9更详细地解释有关RF线圈和相关联的耦合电子器件部分的更多细节。耦合电子器件部分803可封装在尺寸为大约2cm2或更小的极小PCB中。可使用保形涂层或封装树脂来保护PCB。
线圈接口电缆812(诸如,RF线圈接口电缆或RF线圈阵列接口电缆)可以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。RF线圈接口电缆或RF线圈阵列接口电缆可以设置在MR装置(诸如图1的MRI装置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812)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-不平衡变换器或共模陷波器提供高共模阻抗,继而减少了发射器驱动的电流的效应。
因此,线圈接口电缆812可以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。下面将结合图10至图12给出有关线圈接口电缆和平衡-不平衡变换器的更多细节。
图8是根据一个实施方案形成的具有分段导体的RF线圈901的示意图。RF线圈901是图7的RF线圈802的非限制性示例,因此包括RF线圈802的环部分801和耦合电子器件部分803。当由数据获取单元24(图1所示)驱动时,耦合电子器件部分允许RF线圈发射和/或接收RF信号。在例示的实施方案中,RF线圈901包括第一导体900和第二导体902。第一导体和第二导体900、902可以被分段,使得导体形成开放电路(例如,形成单极)。导体900、902的节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900、902的长度以实现选择的分布电容,并因此实现选择的共振频率。
第一导体900包括第一节段904和第二节段906。第一节段904包括终止于耦合部分电子器件803的接口处的从动端912,这将在下面更详细描述。第一节段904还包括浮动端914,该浮动端与参考地分离,从而保持浮动状态。第二节段906包括在终止于耦合电子器件部分的接口处的从动端916以及与参考地分离的浮动端918。
第二导体902包括第一节段908和第二节段910。第一节段908包括接口处的从动端920。第一节段908还包括浮动端922,该浮动端与参考地分离,从而保持浮动状态。第二节段910包括接口处的从动端924以及与参考地分离的浮动端926。从动端924可终止于接口处,使得端部924仅通过分布式电容耦合到第一导体。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900具有基于第一节段904和第二节段906的长度而增长的分布式电容。第二导体902表现出基于第一节段908和第二节段910的长度而增大的分布式电容。第一节段904、908可以具有与第二节段906、910不同的长度。第一节段904、908与第二节段906、910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,通过相对于第二节段906、910的长度来改变第一节段904、908的长度,可以改变集成分布式电容。
在例示的实施方案中,第一导体900和第二导体902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900、902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个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)表示导体之间表现出的电容,其沿着导体的长度均匀且一致地增大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900和第二导体902的长度以均匀的方式增长。
介电材料903封装并隔开第一导体900和第二导体902。可选择性地选取介电材料903以实现选择分布式电容。介电材料903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903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903可以是围绕第一导体和第二导体900、902的平行导电元件的绝缘材料。另选地,第一导体和第二导体900、902可以彼此扭绞成双绞线电缆。作为另一个示例,介电材料903可以是塑料材料。第一导体900和第二导体902可形成同轴结构,其中塑料介电材料903分隔第一导体和第二导体。作为另一个示例,第一导体和第二导体可以被配置为平面条带。
耦合电子器件803可操作地且通信地耦合到RF驱动器单元22、数据获取单元24、控制器单元25和/或数据处理单元31,以允许RF线圈802发射和/或接收RF信号。在例示的实施方案中,耦合电子器件803包括被配置为传输和接收RF信号的信号接口958。
如上文参考图7所解释,耦合电子器件803包括去耦合电路、阻抗逆变器电路和前置放大器。如图8所示,去耦合电路包括去耦合二极管960。可以为去耦合二极管960提供来自MC_BIAS的电压,例如,以便使去耦合二极管960接通。当接通时,去耦合二极管960使导体900与导体902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合。
阻抗反相器电路包括多个电感器,包括第一电感器970a、第二电感器970b和第三电感器970c;多个电容器,包括第一电容器972a、第二电容器972b、第三电容器972c和第四电容器972d;以及二极管974。阻抗逆变器电路包括匹配电路和输入平衡-不平衡变换器。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970a、第二电感器970b、第一电容器972a和第二电容器972b。在一个示例中,二极管974限制电流的方向,以阻止射频接收信号进入去耦合偏置分支(MC_BIAS)。
在一个示例中,RF、GND和MC_BIAS连接是单个电缆的一部分。例如,电缆可以是具有中心导体和两个周围屏蔽的三轴电缆。中心导体可以导电RF信号和前置放大器控制,第一屏蔽可以是GND连接(例如,接地),并且第二最外面的屏蔽可以是MC_BIAS连接(例如,用于二极管去耦合控制的多线圈偏置)。电缆可以连接到接口板(与RF线圈的一个或多个其他电缆一起),其中,接口板的连接器将电缆电耦合到MRI系统。
前置放大器962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RF线圈901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,RF线圈901中的电流被最小化,前置放大器与RF线圈901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RF线圈阻抗上产生有效的SNR,同时对RF线圈901产生高阻塞阻抗。
在一些示例中,前置放大器962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RF线圈901的高阻抗(例如,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。RF线圈901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。RF线圈901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RF线圈901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RF线圈901提供阻塞阻抗。将RF线圈901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RF线圈901提供更高的阻塞阻抗。此类较高的阻塞阻抗的示例性值包括例如至少500欧姆以及至少1000欧姆的阻塞阻抗。
图9是根据另一实施方案的RF线圈1001和耦合电子器件803的示意图。图10的RF线圈是图7的RF线圈和耦合电子器件的非限制性示例,因此包括环部分801和耦合电子器件部分803。耦合电子器件允许RF线圈在由数据获取单元24(图1中示出)驱动时传输和/或接收射频信号。RF线圈1001包括与第二导体1002平行的第一导体1000。第一导体1000和第二导体1002中的至少一个是细长并且连续的。
在例示的实施方案中,第一导体1000和第二导体1002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1000和第二导体1002的导电通路。第一导体1000和第二导体1002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1000和第二导体1002沿着环部分的整个长度不间断并且连续。环部分还可以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1000和第二导体1002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个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1000和第二导体1002沿着环部分的长度(例如,沿着第一导体1000和第二导体1002的长度)具有分布式电容。第一导体1000和第二导体1002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)表示导体之间表现出的电容,其沿着导体的长度均匀且一致地增大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1000和第二导体1002的长度以均匀的方式增长。第一导体1000和第二导体1002中的至少一个是细长并且连续的。在例示的实施方案中,第一导体1000和第二导体1002两者中的至少一个是细长并且连续的。但是在其他实施方案中,第一导体1000或第二导体1002中的仅一个可以是细长并且连续的。第一导体1000和第二导体1002形成连续分布式电容器。电容沿着导体1000、1002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1000和第二导体1002形成细长的连续导体,其沿第一导体1000和第二导体1002的长度呈现DCAP。第一导体1000和第二导体1002在第一导体1000与第二导体1002的终止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1000和第二导体1002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1003分隔第一导体1000和第二导体1002。可选择性地选取介电材料1003以实现选择分布式电容。介电材料1003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1003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1003可以是围绕第一导体1000和第二导体1002的平行导电元件的绝缘材料。另选地,第一导体1000和第二导体1002可以彼此扭绞成双绞线电缆。又如,介电材料1003可以是塑料材料。第一导体1000和第二导体1002可以形成同轴结构,其中塑料介电材料1003分隔第一导体1000和第二导体1002。又如,第一导体1000和第二导体1002可以被配置为平面条带。
第一导体1000包括终止于接口处的第一终止端部1012和第二终止端部1016。第一终止端部1012耦合到耦合电子器件803。第一终止端部1012在本文也可以称为“从动端”。第二终止端部1016在本文也称为“第二从动端”。
第二导体1002包括终止于接口处的第一终止端部1020和第二终止端部1024。第一终止端部1020耦合到耦合电子器件803。第一终止端部1020在本文也可以称为“从动端”。第二终止端部1024在本文也称为“第二从动端”。
RF线圈1001的环部分801耦合到耦合电子器件803。耦合电子器件803可以是上文结合图7和图8所述的相同耦合电子器件,从而为类似的部件给以类似的附图标记并且省却了进一步的描述。
通过图8和图9可以认识到,包括RF线圈的环部分的两个平行导体可各自为连续导体(如图9所示),或这些导体中的一者或两者可为非连续的(如图8所示)。例如,图8中所示的两个导体可以包括切口,这导致每个导体由两个节段组成。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。这两个切口可定位在不同位置,例如,一个切口处于135°并且另一个切口处于225°(相对于环部分与耦合电子器件对接的地方)。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,RF线圈包括由介电质封装并隔开的两个连续平行导体,共振频率可为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。这样,可以调整环部分的参数,包括导线规格、环直径、导线导体之间的间隔、介电材料选择和/或厚度以及导体节段数和长度,以将RF线圈调谐到期望共振频率。
可以利用以上相对于图7至图9呈现的RF线圈,以便在MR成像会话期间接收MR信号。因此,图7至图9的RF线圈可以是图1的RF线圈单元14所包括的RF线圈的非限制性示例(并且可以类似于RF线圈组件200所包括的RF线圈,如上所述),并且可以被配置为耦合到MRI系统的下游部件,诸如处理系统。图7至图9的RF线圈可以作为单个RF线圈(例如,作为上文所述的区段210、212、214或216中的一者的仅单个RF线圈)存在,或者作为具有各种配置的RF线圈阵列存在。与上文相对于图7至图9所述的RF线圈类似的RF线圈和伴随的线圈接口电缆的各种配置均是可能的,如下所述。
包括与上文所述的那些类似的RF线圈的RF线圈阵列可以包括线圈环及耦合到每个线圈的电子器件单元,以及连接到每个耦合电子器件单元并从每个耦合电子器件单元延伸的线圈接口电缆。因此,RF线圈阵列可以包括(例如)四个线圈环、四个电子器件单元和四个线圈接口电缆。不同的第二RF线圈阵列可以包括用于每个线圈环的单独的电子器件单元,每个电子器件单元耦合到相应的线圈接口电缆。第二RF线圈阵列可以包括四个线圈环、四个电子器件单元和四个线圈接口电缆(例如),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。耦合到相应电子器件单元的每个线圈接口电缆可以组合成一个整体线圈接口电缆,其也被称为电缆组件。
在一些示例中,各个耦合电子单元可以容纳在共同的电子器件壳体中。(例如,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单元(例如,去耦合电路、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。在一个示例中,电子器件可以放置在单独的组件中并与RF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。
在本文所述的RF线圈或RF线圈阵列中使用的导线导体和线圈环可以以任何合适的方式制造,以获得期望RF线圈应用的期望共振频率。期望的线规,诸如28或30美国线规(AWG)或任何其他期望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介电材料封装。该制造工艺可以是环境友好的,具有低浪费和低成本。
因此,本文所述的RF线圈包括双引线导体环,该双引线导体环封装在pTFE介电质中,在这两个平行线导体的至少一者中可没有切口或具有至少一个切口;以及耦合到每个线圈环的微型化耦合电子器件PCB(例如,尺寸大约为2cm2或更小的极小耦合电子器件PCB)。可使用保形涂层或封装树脂来保护PCB。这样做时,消除了常规部件,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。通过改变所用线的规格、线之间的间距、环直径、环形状以及线中切口的数量和位置,线圈环适用于宽范围的MR操作频率。
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包括去耦合电路、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。
本文所述的RF线圈非常轻质,并且与General Electric Company的GeometryEmbracing Method(GEM)套件的柔性射频线圈阵列中,每个线圈元件重45克相比,每个线圈元件的重量可以小于10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。本文所述的RF线圈非常柔性和耐用,因为线圈非常简单,具有非常少的可损坏的刚性部件并且允许浮动重叠。本文所述的RF线圈的成本特别低(例如,比常规RF线圈低十倍以上)。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。本文所述的RF线圈不排除当前封装或新兴技术,并且可以在不封装或附接到线圈架的RF线圈阵列中实现,或者可以在作为柔性RF线圈阵列附接到柔性线圈架或作为刚性RF线圈阵列附接到刚性线圈架的RF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,本文所述的RF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RF线圈阵列设计相比,这允许更高密度的线圈元件。
在一些示例中,RF线圈组件200包括的RF线圈(如上所述)可以与图2至图6所示的布置不同的相对布置定位。例如,RF线圈组件200包括的RF线圈可作为RF线圈的一个或多个组(例如,子阵列)电耦合在一起,并且一个或多个组可包括相对于图2至图6所示的布置以各种不同的布置定位。
图10示出了根据各种实施方案形成的连续共模陷波器组件1200的方框示意图。共模陷波器组件1200可被配置为传输电缆1201,该传输电缆被配置用于在处理系统1250与MRI系统的RF线圈或RF线圈阵列(例如,RF线圈组件200的RF线圈,诸如第一线圈阵列202、第二线圈阵列204等的RF线圈)之间传输信号。传输电缆1201是RF线圈阵列接口电缆812的非限制性示例,处理系统1250是控制器单元810的非限制性示例,并且RF线圈阵列1260是图7的多个RF线圈802和耦合电子器件803的非限制性示例。
在例示的实施方案中,传输电缆1201(或RF线圈阵列接口电缆)包括中心导体1210和多个共模陷波器1212、1214、1216。应当指出,虽然共模陷波器1212、1214和1216被描绘为不同于中心导体1210,但在一些实施方案中,共模陷波器1212、1214、1216可与中心导体1210一体地形成或形成为该中心导体的一部分。
例示的实施方案中的中心导体1210具有长度1204,并且被配置为在RF线圈阵列1260与MRI系统的至少一个处理器(例如,处理系统1250)之间传输信号。例如,中心导体1210可包括带状导体、导线或同轴电缆束中的一个或多个。所描绘的中心导体1210的长度1204从中心导体1210的第一端部(其耦合到处理系统1250)延伸到中心导体1210的第二端部(其耦合到RF线圈阵列1260)。在一些实施方案中,中心导体可穿过共模陷波器1212、1214、1216的中心开口。
从图10中可以看出,所描绘的共模陷波器1212、1214、1216(其可被理解为共同形成共模陷波器单元1218)沿着中心导体1210的长度1204的至少一部分延伸。在例示的实施方案中,共模陷波器1212、1214、1216不沿着整个长度1204延伸。然而,在其他实施方案中,共模陷波器1212、1214、1216可沿着整个长度1204或基本上沿着整个长度1204(例如,除了被配置为耦合到例如处理器或RF线圈阵列的端部处的部分之外,沿着整个长度1204)延伸。共模陷波器1212、1214、1216邻接地设置。从图10中可以看出,共模陷波器1212、1214、1216中的每一者与共模陷波器1212、1214、1216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,邻接共模陷波器之间没有(或具有非实质性)居间间隙或导体,这可易于从磁场感应出电流,而无需共模陷波器提供的抑制。
例如,如图10所描绘,共模陷波器1212与共模陷波器1214邻接,共模陷波器1214与共模陷波器1212和共模陷波器1216邻接(并且插置在共模陷波器1212与共模陷波器1216之间),并且共模陷波器1216与共模陷波器1214邻接。共模陷波器1212、1214、1216中的每一者被配置为向MRI系统的接收发射器驱动的电流提供阻抗。共模陷波器1212、1214、1216在各种实施方案中提供高共模阻抗。每个共模陷波器1212、1214、1216例如可包括共振电路和/或一个或多个共振部件以在所需频率处或附近或者在目标频率范围内提供所需阻抗。应当指出,共模陷波器1212、1214、1216和/或共模陷波器单元1218也可被本领域技术人员称为扼流圈或平衡-不平衡变换器。
与具有其间有空间的分隔分立共模陷波器的系统截然不同,各种实施方案(例如,共模陷波器组件1200)具有共模陷波器连续地和/或邻接地延伸的一部分,因此沿着该部分没有未提供共模陷波器的位置。因此,可使选择或实现共模陷波器的特定布置位置的难度降低或消除,因为所有感兴趣位置可包括在连续和/或邻接共模陷波器内。在各种实施方案中,连续陷波器部分(例如,共模陷波器单元1218)可沿着传输电缆的长度或其一部分延伸。
连续模式陷波器部分可由邻接地接合的单独共模陷波器或陷波器区段(例如,共模陷波器1212、1214、1216)形成。此外,邻接共模陷波器在各种实施方案中可用于以下至少一种情况:降低与线圈元件的相互作用,在较大面积内散发热量(例如,以防止热点),或帮助确保阻塞位于所需或所要求的位置。此外,邻接共模陷波器在各种实施方案中可用于帮助在较大面积内分配电压。另外,连续和/或邻接共模陷波器在各种实施方案中提供柔性。例如,在一些实施方案中,共模陷波器可使用导体的连续长度(例如,包裹在中心导体周围的外部导体)来形成,或以其他方式组织为一体形成的邻接区段。在各种实施方案中,邻接和/或连续共模陷波器(例如,以圆柱体的形式形成)的使用提供了这样的柔性范围,在该柔性范围内,该组件的挠曲不会实质性地改变该结构的共振频率或者该组件在挠曲时保持接通频率。
应当指出,单独的共模陷波器或区段(例如,共模陷波器1212、1214、1216)在各种实施方案中可彼此大致类似地构造或形成(例如,每个陷波器可为渐缩缠绕线圈的长度的区段),但每个单独的陷波器或区段可以以与其他陷波器或区段略微不同的方式配置。例如,在一些实施方案中,独立地调谐每个共模陷波器1212、1214、1216。因此,每个共模陷波器1212、1214、1216的共振频率可不同于相同共模陷波器组件1200的其他共模陷波器。
另选地或除此之外,可调谐每个共模陷波器以具有MRI系统的操作频率附近的共振频率。如本文所用,当共振频率限定或对应于包括操作频率的频带时,或者当共振频率足够接近操作频率以提供接通频率阻塞或提供操作频率下的阻塞阻抗时,共模陷波器可被理解为具有操作频率附近的共振频率。
进一步除此之外或另选地,可调谐每个共模陷波器以具有低于MRI系统的操作频率的共振频率(或可调谐每个共模陷波器以具有高于MRI系统的操作频率的共振频率)。在每个陷波器具有低于操作频率的频率的情况下(或另选地,在每个陷波器具有高于操作频率的频率的情况下),可消除或降低这些陷波器中的任何一者彼此抵消(例如,由于一个陷波器具有高于操作频率的频率,而另一个陷波器具有低于操作频率的频率)的风险。作为另一个示例,可将每个共模陷波器调谐到特定频带以提供宽带共模陷波器组件。
在各种实施方案中,共模陷波器可具有二维(2D)或三维(3D)蝶形构型以抵消磁场耦合和/或局部畸变。
图11是根据本公开的实施方案的包括多个连续和/或邻接共模陷波器的RF线圈阵列接口电缆1300的透视图。RF线圈阵列接口电缆1300包括外套管或屏蔽件1303、介电间隔件1304、内套管1305、第一共模陷波器导体1307和第二共模陷波器导体1309。
第一共模陷波器导体1307以螺旋方式缠绕在介电间隔件1304周围,或者沿第一方向1308以螺旋方式缠绕在离设置在RF线圈阵列接口电缆1300的孔1318内的中心导体(未示出)的渐缩距离处。此外,第二共模陷波器导体1309以螺旋方式缠绕在介电间隔件1304周围,或者沿与第一方向1308相反的第二方向1310以螺旋方式缠绕在离设置在孔1318内的中心导体的渐缩距离处。在例示的实施方案中,第一方向1308是顺时针方向,第二方向1310是逆时针方向。
RF线圈阵列接口电缆1300的导体1307和1309可包括导电材料(例如,金属),并且可被成形为例如带、导线和/或电缆。在一些实施方案中,反向缠绕或外部导体1307和1309可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,反向缠绕导体1307和1309可彼此正交地交叉(例如,当这些共模陷波器导体的路径交叉时,由第一共模陷波器导体1307限定的中心线或路径垂直于由第二共模陷波器导体1309限定的中心线或路径)以消除、最小化或减小这些共模陷波器导体之间的耦合。
还应当指出,在各种实施方案中,第一共模陷波器导体1307和第二共模陷波器导体1309松散地缠绕在介电间隔件1304周围以提供柔性并且/或者在使RF线圈阵列接口电缆1300弯曲或挠曲时减少任何约束、耦合或电感变化。应当指出,反向缠绕的外部导体的松度或紧度可因应用而异(例如,基于导体和介电间隔件的相对尺寸、共模陷波器所需的弯曲或挠曲的量等等)。一般来讲,外部或反向缠绕导体可能足够紧密,以使它们保持在围绕介电间隔件1304的相同的总体取向,但是在RF线圈阵列接口电缆1300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,外部屏蔽件1303在RF线圈阵列接口电缆1300的中间是不连续的,以暴露介电间隔件1304的一部分,在一些实施方案中,该电介质间隔件沿RF线圈阵列接口电缆1300的整个长度设置。作为非限制性示例,介电间隔件1304可包括特氟隆或另一种介电材料。介电间隔件1304用作电容器,因此可被调谐或配置为提供期望的共振。应当理解,用于向RF线圈阵列接口电缆1300提供电容的其他构型也是可能的,并且例示的构型是示例性和非限制性的。例如,可另选地将分立电容器提供给RF线圈阵列接口电缆1300。
此外,RF线圈阵列接口电缆1300包括第一柱1313和第二柱(未示出),第一共模陷波器导体1307和第二共模陷波器导体1309固定到这些柱上。为此,第一柱1313和第二柱定位在共模陷波器的相对两端,并且固定到外部屏蔽件1303。第一柱1313和第二柱确保第一共模陷波器导体1307和第二共模陷波器导体1309被定位成在RF线圈阵列接口电缆1300的两端靠近外部屏蔽件1303,从而提供反向缠绕导体的渐缩蝶形构型,如本文进一步描述。
渐缩蝶形构型包括由第一共模陷波器导体1307形成的第一环和由第二共模陷波器导体1309形成的第二环,这些环被布置成使得第一环1307中的感应电流(由于磁场感应的电流)和第二环1309中的感应电流彼此抵消。例如,如果场是均匀的并且第一环1307和第二环1309具有相等的面积,则得到的净电流将为零。环1307和1309的渐缩圆柱形布置相对于共模陷波器中常规使用的二维布置在弯曲期间提供增加的共振频率的柔韧性和一致性。
一般来讲,本文使用的渐缩蝶形构型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10,在一些实施方案中,反向缠绕导体(例如,沿相反螺旋方向缠绕在中心构件和/或轴线周围的导体)可在径向上与中心导体1210隔开一定距离以形成共模陷波器1212、1214、1216。如图11所描绘,径向距离可朝向共模陷波器的端部渐缩以减少或完全消除边缘效应。这样,共模陷波器1212、1214、1216可连续地或邻接地定位,而其间没有实质性的间隙。
当多个共模陷波器导体邻接地设置在共模陷波器组件中时,上文所述的共模陷波器导体的渐缩螺旋构型特别有利。作为例示性示例,图12是RF线圈阵列接口电缆1450的透视图,该RF线圈阵列接口电缆包括将RF线圈阵列1470耦合到处理系统1460的多个连续和/或邻接共模陷波器。RF线圈阵列接口电缆1450包括彼此相邻地定位在中心导体1452上的第一共模陷波器1480和第二共模陷波器1490。
第一共模陷波器1480包括以渐缩螺旋构型反向缠绕的第一共模陷波器导体1482和第二共模陷波器导体1484。为此,第一导体1482和第二导体1484固定到柱1486和1488。应当指出,柱1486和1488在共模陷波器1480的相同侧面上对齐。
类似地,第二共模陷波器1490包括以渐缩螺旋构型反向缠绕并固定到柱1496和1498的第三共模陷波器导体1492和第四共模陷波器导体1494。应当指出,柱1496和1498在共模陷波器1490的相同侧面上对齐。
如图所描绘,共模陷波器1480和1490隔开一定距离,从而在这些共模陷波器之间的间隙1454中暴露中心导体1452。由于共模陷波器的共模陷波器导体呈渐缩螺旋构型,因此可最小化或完全消除间隙1454以便增加共模陷波器组件中的共模陷波器的密度而不失去共模陷波器的阻抗功能。也就是说,在给定渐缩螺旋构型的情况下,可以使距离任意小,使得共模陷波器接触。
应当理解,虽然RF线圈阵列接口电缆1450包括两个共模陷波器1480和1490,但在实践中,RF线圈阵列接口电缆可包括超过两个共模陷波器。
此外,RF线圈阵列接口电缆1450的共模陷波器1480和1490对齐,使得柱1486、1488、1496和1498在RF线圈阵列接口电缆的相同侧面上对齐。然而,在这些共模陷波器之间可能有串扰的示例中,例如如果反向缠绕导体的渐缩更剧烈或更陡,则这些共模陷波器可相对于彼此旋转以进一步减少这些陷波器之间的边缘效应和/或串扰。
另外,其他共模陷波器或平衡-不平衡变换器构型是可能的。例如,可修整每个共模陷波器的外部屏蔽件,使得这些共模陷波器可重叠或交织,从而增加这些共模陷波器的密度。
在一些示例中,上文参考图7至图12所述的RF线圈可具有多个不同的谐振频率中的一个,并且/或者一个或多个RF线圈(例如,上述RF线圈阵列中的RF线圈)相对于一个或多个其他RF线圈可具有不同的谐振频率。在一个示例中,RF线圈的环部分的规格、RF线圈的导线之间的间隔、环部分的直径以及/或者RF线圈的导线中的切口的数量和/或布置可改变RF线圈的谐振频率。可针对各种MRI系统(例如,静磁场具有指定大小诸如1.5特斯拉、3特斯拉、7特斯拉等的系统)选择具有适当谐振频率的RF线圈,并且/或者可根据要由MRI系统成像的解剖特征来选择具有适当谐振频率的RF线圈(例如,用于对患者的后部进行成像的RF线圈可具有与用于对患者的前部进行成像的RF线圈不同的谐振频率)。
图2至图6示出了具有各种部件的相对定位的示例构型。如果被示为直接彼此接触或直接耦合,则此类元件可以至少在一个示例中分别被称为直接接触或直接耦合。类似地,至少在一个示例中,被示为彼此邻接或相邻的元件可以分别彼此邻接或彼此相邻。作为示例,彼此处于面共享接触的部件可以被称为面共享接触。作为另一个示例,在至少一个示例中,其间仅有空间而没有其他部件的彼此分开定位的元件可以这样引用。作为另一个示例,被示为彼此上/下、彼此相对、或彼此左/右的元件可以相对于彼此这样引用。此外,如图所示,在至少一个示例中,最顶部的元件或元件点可以被称为部件的“顶部”,并且最底部的元件或元件点可以被称为部件的“底部”。如本文所使用的,顶部/底部、上/下、上方/下方可以相对于附图的垂直轴线并且用于描述附图的元件相对于彼此的定位。这样,在一个示例中,被示为在其他元件上方的元件垂直地定位在其他元件的上方。作为另一个示例,图内描绘的元件的形状可以被称为具有那些形状(例如,诸如圆形、直线形、平面形、弯曲形、圆形、倒角形、成角形等)。此外,在至少一个示例中,被示为彼此相交的元件可以被称为相交元件或彼此相交。更进一步地,在一个示例中,被示为在另一元件内或被示为在另一元件外的元件可以这样引用。
通过将RF线圈组件配置为包括直接耦合到柔性脊柱的多个柔性部分,RF线圈组件可更容易地耦合到患者的身体。这些部分可单独地弯曲和/或旋转,以使得RF线圈组件能够配合到难以用常规刚性RF线圈进行成像的解剖结构(诸如,臂丛)。因此,可增加SNR和患者舒适度。此外,通过使RF线圈组件以对称方式耦合到患者身体的每一侧,单个RF线圈组件可用于对患者的左侧和右侧两者进行成像,并且可降低MRI系统的运行成本。
将RF线圈组件配置为包括多个部分的技术效果是使RF线圈组件能够耦合到更广泛的患者解剖结构。
在一个实施方案中,一种用于磁共振成像(MRI)系统的射频(RF)线圈组件包括:柔性脊柱;以及至少两个RF线圈区段,每个RF线圈区段耦合到柔性脊柱并且可相对于彼此移动,每个RF线圈区段包括至少一个柔性RF线圈,该至少一个柔性RF线圈包括环部分,该环部分包括耦合电子器件部分以及由介电材料封装和分离的至少两个平行分布式电容线导体。在RF线圈组件的第一示例中,RF线圈组件还包括在每个耦合电子器件部分与RF线圈接口连接器之间延伸的线圈接口电缆,其中线圈接口电缆耦合到柔性脊柱并沿着柔性脊柱延伸。Rf线圈组件的第二示例任选地包括第一示例,并且还包括其中耦合电子器件部分包括前置放大器、去耦合合电路和阻抗反相器电路,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,其中前置放大器包括针对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。RF线圈组件的第三示例任选地包括第一示例和第二示例中的一者或两者,并且还包括其中至少两个RF线圈区段仅经由柔性脊柱彼此耦合并且不在任何其他位置处彼此直接耦合。RF线圈组件的第四示例任选地包括第一示例至第三示例中的一者或多者或者每一者,并且还包括其中至少两个RF线圈部分包括沿着由柔性脊柱限定的轴线以重叠或半重叠方式布置的四个RF线圈区段。RF线圈组件的第五示例任选地包括第一示例至第四示例中的一者或多者或者每一者,并且还包括其中四个RF线圈区段包括:第一RF线圈区段,该第一RF线圈区段被配置为覆盖待成像的对象的颈部;第二RF线圈区段,该第二RF线圈区段被配置为覆盖该对象的肩部;第三RF线圈区段,该第三RF线圈区段被配置为覆盖该对象的臂的上部;和第四RF线圈区段,该第四RF线圈区段被配置为覆盖该对象的臂的下部。RF线圈组件的第六示例任选地包括第一示例至第五示例中的一者或多者或者每一者,并且还包括其中四个RF线圈区段中的至少第一RF线圈区段具有垂直于由柔性脊柱限定的轴线的纵向轴线。RF线圈组件的第七示例任选地包括第一示例至第六示例中的一者或多者或者每一者,并且还包括其中四个RF线圈区段包括:第一RF线圈区段,该第一RF线圈区段包括第一RF线圈阵列,该第一RF线圈阵列包括布置在单行中的六个RF线圈;第二RF线圈区段,该第二RF线圈区段包括第二RF线圈阵列,该第二RF线圈阵列包括布置在单行中的五个RF线圈;第三RF线圈区段,该第三RF线圈区段包括第三RF线圈阵列,该第三RF线圈阵列包括布置在单行中的五个RF线圈;和第四RF线圈区段,该第四RF线圈区段包括第四RF线圈阵列,该第四RF线圈阵列包括布置在两行中的十个RF线圈。RF线圈组件的第八示例任选地包括第一示例至第七示例中的一者或多者或者每一者,并且还包括其中第一RF线圈阵列中的每个RF线圈具有第一直径并且第二RF线圈阵列中的每个RF线圈具有第二直径,第二直径大于第一直径。RF线圈组件的第九示例任选地包括第一示例至第八示例中的一者或多者或者每一者,并且还包括其中至少一个RF线圈区段耦合到两个相应的带。
在另一个实施方案中,一种用于磁共振成像(MRI)系统的射频(RF)线圈组件包括:柔性脊柱;第一RF线圈阵列区段,该第一RF线圈阵列区段仅沿着第一RF线圈阵列区段的顶部边缘耦合到柔性脊柱并且包括第一RF线圈阵列,该第一RF线圈阵列包括多个柔性RF线圈;第二RF线圈阵列区段,该第二RF线圈阵列区段仅沿着第二RF线圈阵列区段的顶部边缘耦合到柔性脊柱并且包括第二RF线圈阵列,该第二RF线圈阵列包括多个柔性RF线圈,第一RF线圈阵列区段和第二RF线圈阵列区段中的每一者沿着与柔性脊柱交接的相应界面具有至少90度的旋转,并且每个RF线圈包括环部分,该环部分包括耦合电子器件部分以及由介电材料封装和分离的至少两个平行分布式电容线导体。在RF线圈组件的第一示例中,RF线圈组件还包括:第三RF线圈阵列区段,该第三RF线圈阵列区段仅沿着第三RF线圈阵列区段的顶部边缘耦合到柔性脊柱并且包括第三RF线圈阵列,该第三RF线圈阵列包括多个柔性RF线圈;和第四RF线圈阵列区段,该第四RF线圈阵列区段仅沿着第四RF线圈阵列区段的顶部边缘耦合到柔性脊柱并且包括第四RF线圈阵列,该第四RF线圈阵列包括多个柔性RF线圈,第三RF线圈阵列区段和第四RF线圈阵列区段中的每一者沿着与柔性脊柱交接的相应界面具有至少90度的旋转。RF线圈组件的第二示例任选地包括第一示例,并且还包括其中第二RF线圈阵列区段的底部边缘与第三RF线圈阵列区段的顶部边缘重叠,并且第三RF线圈阵列区段的底部边缘与第四RF线圈阵列区段的顶部边缘重叠。RF线圈组件的第三示例任选地包括第一示例和第二示例中的一者或两者,并且还包括其中第一RF线圈阵列区段具有纵向轴线,并且柔性脊柱具有中心轴线,纵向轴线垂直于中心轴线。RF线圈组件的第四示例任选地包括第一示例至第三示例中的一者或多者或者每一者,并且还包括其中第一RF线圈阵列区段具有沿着纵向轴线延伸的长度,并且柔性脊柱具有垂直于中心轴线并平行于长度延伸的宽度,其中宽度小于长度的一半。
在另一个实施方案中,一种用于磁共振成像(MRI)系统的射频(RF)线圈组件包括:柔性脊柱;四个RF线圈阵列区段,每个RF线圈阵列区段耦合到柔性脊柱并且可相对于彼此移动,包括:第一RF线圈阵列区段,该第一RF线圈阵列区段被配置为覆盖待成像的对象的颈部;第二RF线圈阵列区段,该第二RF线圈阵列区段被配置为覆盖该对象的肩部;第三RF线圈阵列区段,该第三RF线圈阵列区段被配置为覆盖该对象的臂的上部;和第四RF线圈阵列区段,该第四RF线圈阵列区段被配置为覆盖该对象的臂的下部,每个RF线圈阵列区段包括相应的RF线圈阵列,该RF线圈阵列包括多个柔性RF线圈,每个RF线圈包括环部分,该环部分包括耦合电子器件部分以及由介电材料封装和分离的至少两个平行分布式电容线导体;和线圈接口电缆,该线圈接口电缆在每个耦合电子器件部分与RF线圈接口连接器之间延伸,其中线圈接口电缆耦合到柔性脊柱并沿着柔性脊柱延伸。在RF线圈组件的第一示例中,第一RF线圈阵列区段包括第一RF线圈阵列,该第一RF线圈阵列包括布置在单行中的六个RF线圈;第二RF线圈阵列区段包括第二RF线圈阵列,该第二RF线圈阵列包括布置在单行中的五个RF线圈;第三RF线圈阵列区段包括第三RF线圈阵列,该第三RF线圈阵列包括布置在单行中的五个RF线圈;并且第四RF线圈阵列区段包括第四RF线圈阵列,该第四RF线圈阵列包括布置在两行中的十个RF线圈。RF线圈组件的第二示例任选地包括第一示例,并且还包括其中四个RF线圈阵列区段仅经由柔性脊柱彼此耦合并且不在任何其他位置处彼此直接耦合。RF线圈组件的第三示例任选地包括第一示例和第二示例中的一者或两者,并且还包括其中四个RF线圈阵列区段中的每一个被配置为围绕由每个RF线圈阵列区段与柔性脊柱之间的相应界面限定的相应旋转轴线远离柔性脊柱沿向上的方向移动。RF线圈组件的第四示例任选地包括第一示例至第三示例中的一者或多者或者每一者,并且还包括其中第一RF线圈阵列区段、第二RF线圈阵列区段、第三RF线圈阵列区段和第四RF线圈阵列区段中的每一者沿着柔性脊柱的中心轴线居中。
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 (20)
1.一种用于磁共振成像(MRI)系统的射频(RF)线圈组件,包括:
柔性脊柱;和
至少两个RF线圈区段,每个RF线圈区段耦合到所述柔性脊柱并且可相对于彼此移动,每个RF线圈区段包括至少一个柔性RF线圈,每个RF线圈包括环部分,所述环部分包括耦合电子器件部分以及由介电材料封装和分离的至少两个平行分布式电容线导体。
2.根据权利要求1所述的RF线圈组件,还包括在每个耦合电子器件部分与RF线圈接口连接器之间延伸的线圈接口电缆,其中所述线圈接口电缆耦合到所述柔性脊柱并沿着所述柔性脊柱延伸。
3.根据权利要求1所述的RF线圈组件,其中每个耦合电子器件部分包括前置放大器、去耦合电路和阻抗反相器电路,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,其中所述前置放大器包括针对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。
4.根据权利要求1所述的RF线圈组件,其中所述至少两个RF线圈区段仅经由所述柔性脊柱彼此耦合并且不在任何其他位置处彼此直接耦合。
5.根据权利要求1所述的RF线圈组件,其中所述至少两个RF线圈区段包括沿着由所述柔性脊柱限定的轴线以重叠或半重叠方式布置的四个RF线圈区段。
6.根据权利要求5所述的RF线圈组件,其中所述四个RF线圈区段包括:第一RF线圈区段,所述第一RF线圈区段被配置为覆盖待成像的对象的颈部;第二RF线圈区段,所述第二RF线圈区段被配置为覆盖所述对象的肩部;第三RF线圈区段,所述第三RF线圈区段被配置为覆盖所述对象的臂的上部;和第四RF线圈区段,所述第四RF线圈区段被配置为覆盖所述对象的所述臂的下部。
7.根据权利要求5所述的RF线圈组件,其中所述四个RF线圈区段中的至少第一RF线圈区段具有垂直于由所述柔性脊柱限定的所述轴线的纵向轴线。
8.根据权利要求5所述的RF线圈组件,其中所述四个RF线圈区段包括:第一RF线圈区段,所述第一RF线圈区段包括第一RF线圈阵列,所述第一RF线圈阵列包括布置在单行中的六个RF线圈;第二RF线圈区段,所述第二RF线圈区段包括第二RF线圈阵列,所述第二RF线圈阵列包括布置在单行中的五个RF线圈;第三RF线圈区段,所述第三RF线圈区段包括第三RF线圈阵列,所述第三RF线圈阵列包括布置在单行中的五个RF线圈;和第四RF线圈区段,所述第四RF线圈区段包括第四RF线圈阵列,所述第四RF线圈阵列包括布置在两行中的十个RF线圈。
9.根据权利要求8所述的RF线圈组件,其中所述第一RF线圈阵列中的每个RF线圈具有第一直径并且所述第二RF线圈阵列中的每个RF线圈具有第二直径,所述第二直径大于所述第一直径。
10.根据权利要求5所述的RF线圈组件,其中至少一个RF线圈区段耦合到两个相应的带。
11.一种用于磁共振成像(MRI)系统的射频(RF)线圈组件,包括:
柔性脊柱;
第一RF线圈阵列区段,所述第一RF线圈阵列区段仅沿着所述第一RF线圈阵列区段的顶部边缘耦合到所述柔性脊柱并且包括第一RF线圈阵列,所述第一RF线圈阵列包括多个柔性RF线圈;
第二RF线圈阵列区段,所述第二RF线圈阵列区段仅沿着所述第二RF线圈阵列区段的顶部边缘耦合到所述柔性脊柱并且包括第二RF线圈阵列,所述第二RF线圈阵列包括多个柔性RF线圈,所述第一RF线圈阵列区段和所述第二RF线圈阵列区段中的每一者沿着与所述柔性脊柱交接的相应界面具有至少90度的旋转;并且
每个RF线圈包括环部分,所述环部分包括耦合电子器件部分以及由介电材料封装和分离的至少两个平行分布式电容线导体。
12.根据权利要求11所述的RF线圈组件,还包括:
第三RF线圈阵列区段,所述第三RF线圈阵列区段仅沿着所述第三RF线圈阵列区段的顶部边缘耦合到所述柔性脊柱并且包括第三RF线圈阵列,所述第三RF线圈阵列包括多个柔性RF线圈;和
第四RF线圈阵列区段,所述第四RF线圈阵列区段仅沿着所述第四RF线圈阵列区段的顶部边缘耦合到所述柔性脊柱并且包括第四RF线圈阵列,所述第四RF线圈阵列包括多个柔性RF线圈,所述第三RF线圈阵列区段和所述第四RF线圈阵列区段中的每一者沿着与所述柔性脊柱交接的相应界面具有至少90度的旋转。
13.根据权利要求12所述的RF线圈组件,其中所述第二RF线圈阵列区段的底部边缘与所述第三RF线圈阵列区段的所述顶部边缘重叠,并且所述第三RF线圈阵列区段的底部边缘与所述第四RF线圈阵列区段的所述顶部边缘重叠。
14.根据权利要求11所述的RF线圈组件,其中所述第一RF线圈阵列区段具有纵向轴线,并且所述柔性脊柱具有中心轴线,所述纵向轴线垂直于所述中心轴线。
15.根据权利要求14所述的RF线圈组件,其中所述第一RF线圈阵列区段具有沿着所述纵向轴线延伸的长度,并且所述柔性脊柱具有垂直于所述中心轴线并平行于所述长度延伸的宽度,其中所述宽度小于所述长度的一半。
16.一种用于磁共振成像(MRI)系统的射频(RF)线圈组件,包括:
柔性脊柱;
四个RF线圈阵列区段,每个RF线圈阵列区段耦合到所述柔性脊柱并且可相对于彼此移动,包括:第一RF线圈阵列区段,所述第一RF线圈阵列区段被配置为覆盖待成像的对象的颈部;第二RF线圈阵列区段,所述第二RF线圈阵列区段被配置为覆盖所述对象的肩部;第三RF线圈阵列区段,所述第三RF线圈阵列区段被配置为覆盖所述对象的臂的上部;和第四RF线圈阵列区段,所述第四RF线圈阵列区段被配置为覆盖所述对象的所述臂的下部,
每个RF线圈阵列区段包括相应的RF线圈阵列,所述RF线圈阵列包括多个柔性RF线圈,每个RF线圈包括环部分,所述环部分包括耦合电子器件部分以及由介电材料封装和分离的至少两个平行分布式电容线导体;和
线圈接口电缆,所述线圈接口电缆在每个耦合电子器件部分与RF线圈接口连接器之间延伸,其中所述线圈接口电缆耦合到所述柔性脊柱并沿着所述柔性脊柱延伸。
17.根据权利要求16所述的RF线圈组件,其中所述第一RF线圈阵列区段包括第一RF线圈阵列,所述第一RF线圈阵列包括布置在单行中的六个RF线圈;所述第二RF线圈阵列区段包括第二RF线圈阵列,所述第二RF线圈阵列包括布置在单行中的五个RF线圈;所述第三RF线圈阵列区段包括第三RF线圈阵列,所述第三RF线圈阵列包括布置在单行中的五个RF线圈;并且所述第四RF线圈阵列区段包括第四RF线圈阵列,所述第四RF线圈阵列包括布置在两行中的十个RF线圈。
18.根据权利要求16所述的RF线圈组件,其中所述四个RF线圈阵列区段仅经由所述柔性脊柱彼此耦合并且不在任何其他位置处彼此直接耦合。
19.根据权利要求18所述的RF线圈组件,其中所述四个RF线圈阵列区段中的每一个被配置为围绕由每个RF线圈阵列区段与所述柔性脊柱之间的相应界面限定的相应旋转轴线远离所述柔性脊柱沿向上的方向移动。
20.根据权利要求16所述的RF线圈组件,其中所述第一RF线圈阵列区段、所述第二RF线圈阵列区段、所述第三RF线圈阵列区段和所述第四RF线圈阵列区段中的每一者沿着所述柔性脊柱的中心轴线居中。
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