CN111279207B - 用于mr成像的射频线圈的系统 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了用于磁共振成像(MRI)系统的柔性、轻质和低成本射频(RF)线圈的各种方法和系统。在一个示例中,用于MRI系统的RF线圈组件包括分布式电容环部分,该分布式电容环部分包括:由介电材料封装并分隔的至少三根分布式电容导线;包括前置放大器的耦合电子器件部分;以及在耦合电子器件部分与RF线圈组件的交接连接器之间延伸的线圈交接电缆。
Description
交叉引用
本申请要求于2017年11月22日提交的美国临时申请号62/590,241的优先权,该文献的全部内容以引用方式并入本文。
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),并且更具体地讲,涉及MRI射频(RF)线圈。
背景技术
磁共振成像(MRI)是可以在不使用X射线或其他电离辐射的情况下创建人体内部的图像的医学成像模态。MRI系统包括超导磁体以产生强而均匀的静磁场。当将人体或人体的一部分置于磁场中时,与组织水中的氢原子核相关的核自旋变得极化,其中与这些自旋相关的磁矩会优先沿磁场的方向排列,从而沿该轴线产生小的净组织磁化。MRI系统还包括梯度线圈,该梯度线圈产生具有正交轴线的较小幅值、空间变化的磁场,以通过在体内每个位置处产生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)线圈在处于或接近氢原子核的共振频率产生RF能量脉冲,这会给核自旋系统增加能量。当核自旋弛豫回到其静止能量状态时,其以MR信号的形式释放吸收的能量。该信号由MRI系统检测并使用重建算法转换成图像。
如所提及的那样,RF线圈用于在MRI系统中传输RF激励信号(“传输线圈”),并接收由成像受检者发射的RF信号(“接收线圈”)。线圈交接电缆可用于在RF线圈与处理系统的其它方面之间传输信号,例如以控制RF线圈和/或从RF线圈接收信息。然而,常规RF线圈往往是大体积的、刚性的,并且被配置成相对于阵列中的其它RF线圈保持在固定位置。这种大体积和缺乏柔性通常会阻止RF线圈环以最有效的方式与期望的解剖结构耦接,并且使它们对成像受检者而言非常不舒适。此外,从覆盖范围或成像加速度的角度来看,线圈与线圈的交互作用决定线圈的尺寸和/或定位是不理想的。
发明内容
在一个实施方案中,用于磁共振(MR)成像系统的射频(RF)线圈组件包括环部分,该环部分包括由介电材料封装并分隔的至少三根线材,该至少三根平行的线材沿长度形成分布式电容。RF线圈组件还包括耦合电子器件部分,该耦合电子器件部分包括前置放大器和在耦合电子器件部分与RF线圈组件的交接连接器之间延伸的线圈交接电缆。以此方式,可提供柔性RF线圈组件,该柔性RF线圈组件允许阵列中的RF线圈更随意地定位,从而允许线圈的放置和/或尺寸基于期望的解剖结构覆盖,而不必考虑固定线圈叠置或电子器件定位。线圈可相对容易地适形于患者解剖结构、刚性或半刚性外壳轮廓。另外,线圈的成本和重量可由于最小化的材料和生产工艺而显著降低,并且与常规线圈相比,可在本公开的RF线圈的制造和微型化过程中使用环境友好的工艺。另外,通过包括至少三根分布式电容线材,RF线圈组件的电容可相对于由较少的平行线材(例如,两根平行线材)构成的RF线圈増大,从而允许在需要较低共振频率的MR环境中使用RF线圈组件。
应当理解,提供上面的简要描述来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,该主题的范围由具体实施方式后的权利要求书唯一地限定。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更好地理解本发明,其中以下:
图1是根据一个示例性实施方案的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性RF线圈。
图3示出了第一示例性RF线圈和相关联的耦合电子器件。
图4示出了第二示例性RF线圈和相关联的耦合电子器件。
图5示出了图3和图4的RF线圈的环部分的剖视图。
图6示出了第三示例性RF线圈的环部分。
图7示出了图6的环部分的剖视图。
图8示出了第四示例性RF线圈的环部分。
图9示出了图9的环部分的剖视图。
图10是示出上升电流和下降电流的曲线。
图11示出了第五示例性RF线圈的环部分的剖视图。
图12示出了第六示例性RF线圈的环部分的剖视图。
图13示出了第七示例性RF线圈的环部分的剖视图。
图14示出了多个示例性RF线圈阵列构型。
图15示意性地示出了示例性RF线圈阵列交接电缆,其包括定位在处理系统与MRI系统的RF线圈阵列之间的多个连续和/或邻接的共模陷波器。
图16和图17示意性地示出了包括多个连续和/或邻接的共模陷波器的示例性RF线圈阵列交接电缆。
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。具体地讲,提供了用于在多个方面实际上为透明的低成本、柔性和轻质RF线圈的系统和方法。鉴于线圈的重量轻和RF线圈可实现的柔性封装,RF线圈对患者而言实际上是透明的。由于磁耦合效应和电耦合效应被最小化,因此RF线圈对RF线圈阵列中的其它RF线圈实际上也是透明的。另外,RF线圈通过电容最小化而对其它结构实际上是透明的,并且通过质量减小而对正电子是透明的,从而能够在混合正电子发射断层显像(PET)/MR成像系统中使用RF线圈。本公开的RF线圈可用于各种磁场强度的MRI系统中。
本公开的RF线圈使用比常规RF线圈中所用的显著更少量的铜、印刷电路板(PCB)材料和电子部件。本文的RF线圈公开内容包括由介电材料封装并分隔的平行细长线材导线,从而形成线圈元件。平行线材形成不需要分立电容器的低电抗结构。最小导线的尺寸被设定成保持可容忍的损耗,这消除了线圈环之间的大部分电容并且减少了电场耦合。通过与大采样阻抗交接,电流减小并且磁场耦合最小化。电子器件的尺寸和内容最小化,以保持较轻质量和重量,并且防止与期望的场过度交互。现在封装可以是极其柔性的,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的传统RF接收线圈由在它们之间通过电容器接合的若干导电间隔构成。通过调节电容器的电容,可使RF线圈的阻抗达到其最小值,通常通过低电阻来表征。在共振频率下,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而具有一定的自电容,其中电能周期性地存储为静电。该电力分布在约5至15cm的整个导电间隔长度上,从而导致类似范围的偶极电场。在较大介电负载的附近,间隔的自电容发生变化,从而使线圈解调。在介电损耗的情况下,偶极电场引起通过由线圈观察到的总体电阻増大来表征的焦耳耗散。
相比之下,本公开的RF线圈几乎代表理想的磁偶极天线,因为其共模电流在相位和沿其周长的振幅上是均匀的。RF线圈的电容在沿环的周长的至少两根线材之间形成。保守电场严格约束在平行线材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,与传统RF线圈的两个重叠铜迹线相比,交叠处的寄生电容大大减小。与两个传统的基于迹线的线圈环相比,RF线圈的薄横截面允许更好的磁解耦并且减少或消除两个环之间的严重重叠。
图1示出了磁共振成像(MRI)装置10,该磁共振成像装置包括超导磁体单元12、梯度线圈单元13、RF线圈单元14、RF体或体积线圈单元15、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、患者检查床或床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,其是通常被放置在受检者16的感兴趣解剖结构附近的局部线圈。此处,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线圈单元14接收MR信号。因此,传输体线圈(例如,RF体线圈单元15)和表面接收线圈(例如,RF线圈单元14)是独立但电磁耦合的结构。MRI装置10将电磁脉冲信号传输到置于成像空间18中的受检者16,在成像空间中形成静磁场来执行扫描以从受检者16获得磁共振信号,以基于通过扫描由此获得的磁共振信号重建受检者16的切片的图像。
超导磁体单元12包括例如安装在环形真空容器内的环形超导磁体。该磁体限定围绕受检者16的圆柱形空间,并且沿该圆柱形空间的Z方向产生恒定的、强的、均匀的静磁场。
MRI装置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RF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之一,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生成梯度磁场。更具体地讲,梯度线圈单元13在受检者16的切片选择方向上应用梯度磁场,以选择切片;并且RF体线圈单元15将RF信号传输到受检者16的所选切片并对其进行激发。梯度线圈单元13还在受检者16的相位编码方向上施加梯度磁场,以对来自由RF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在受检者16的频率编码方向上施加梯度磁场,以对来自由RF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被设置为例如包围受检者16的待成像区域。在一些示例中,RF线圈单元14可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,RF线圈单元15基于来自控制器单元25的控制信号将作为电磁波的RF脉冲传输到受检者16,从而生成高频磁场。这激发了受检者16的待成像的切片中的质子自旋。RF线圈单元14接收当在受检者16的待成像的切片中由此激发的质子自旋返回到与初始磁化矢量对准时生成的电磁波作为磁共振信号。在一些实施方案中,RF线圈单元14可传输RF脉冲并接收MR信号。在其他实施方案中,RF线圈单元14可仅用于接收MR信号,而不用于传输RF脉冲。
RF体线圈单元15被设置为例如包围成像空间18,并且产生与由成像空间18内的超导磁体单元12产生的主磁场正交的RF磁场脉冲以激发核。与RF线圈单元14相比,其可以与MR装置10断开并且用另一个RF线圈单元替换,RF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RF线圈单元14的那些可以仅从受检者16的局部区域传输或接收信号,但是RF体线圈单元15通常具有更大的覆盖区域。例如,RF体线圈单元15可用于向受检者16的全身传输或接收信号。使用仅接收的局部线圈和传输体线圈提供均匀的RF激发和良好的图像均匀性,代价是沉积在受检者中的RF功率较高。对于传输-接收局部线圈,局部线圈向感兴趣区域提供RF激发并接收MR信号,从而减少沉积在受检者中的RF功率。应当理解,RF线圈单元14和/或RF体线圈单元15的特定用途取决于成像应用。
当以接收模式操作时,T/R开关20可以选择性地将RF体线圈单元15电连接到数据获取单元24,并且当以传输模式操作时,T/R开关20可以选择性地将RF体线圈单元15电连接到RF驱动器单元22。类似地,当RF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RF线圈单元14电连接到数据获取单元24,并且当以传输模式操作时,T/R开关20可以选择性地将RF线圈单元14电连接到RF驱动器单元22。当RF线圈单元14和RF体线圈单元15都用于单次扫描时,例如,如果RF线圈单元14被配置为接收MR信号并且RF体线圈单元15被配置为传输RF信号,则T/R开关20可以将来自RF驱动器单元22的控制信号引导到RF体线圈单元15,同时将接收的MR信号从RF线圈单元14引导到数据获取单元24。RF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RF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。
RF驱动器单元22包括栅极调制器(未示出)、RF功率放大器(未示出)和RF振荡器(未示出),其用于驱动RF线圈单元15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的控制信号并且使用栅极调制器,将从RF振荡器接收的RF信号调制成具有预定包络的预定定时的信号。由栅极调制器调制的RF信号由RF功率放大器放大,然后输出到RF线圈单元15。
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中生成梯度磁场。梯度线圈驱动器单元23包括与梯度线圈单元13中包括的三个梯度线圈系统对应的三个驱动器电路系统(未示出)。
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RF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,相位检测器相位将来自RF驱动器单元22的RF振荡器的输出用作参考信号来检测从RF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受检者16的检查床26。通过基于来自控制器单元25的控制信号移动检查床26,可以使受检者16在成像空间18的内部和外部移动。
控制器单元25包括计算机和其上记录有要由计算机执行的程序的记录介质。程序在被计算机执行时使装置的各个部分执行与预定扫描对应的操作。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。控制器单元25连接到操作控制台单元32并且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来控制检查床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以获得期望的图像。
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,输入此类数据作为成像协议,并且设置要执行成像序列的区域。关于成像协议和成像序列执行区域的数据被输出到控制器单元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,并且基于从控制器单元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,并且通过对从数据获取单元24输出的磁共振信号施加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,并且基于从控制器单元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生成的受检者16的二维(2D)切片图像或三维(3D)图像。
在扫描期间,RF线圈阵列交接电缆(未示出)可以用于在RF线圈(例如,RF线圈单元14和RF体线圈单元15)和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,RF线圈用于传输RF激励信号(“传输线圈”),并接收由成像受检者发射的MR信号(“接收线圈”)。在一个示例中,传输和接收线圈是单个机械和电气结构或结构阵列,传输/接收模式可由辅助电路切换。在其它示例中,传输体线圈(例如,RF体线圈单元15)和表面接收线圈(例如,RF线圈单元14)可以是经由数据采集单元或其它处理单元物理联接到彼此的独立结构。然而,为了提高图像质量,可能希望提供与传输线圈机械和电气隔离的接收线圈。在这种情况下,希望接收线圈在其接收模式下电磁耦合到由传输线圈激励的RF“回波”并与之共振。然而,在传输模式期间,可能希望接收线圈与传输线圈电磁解耦,因此在RF信号的实际传输期间不与传输线圈共振。这种解耦避免了当接收线圈耦接到RF信号的全功率时在辅助电路内产生噪声的潜在问题。下面将描述关于接收RF线圈的解耦的附加细节。
如前所述,传统RF线圈可包括PCB上的酸蚀刻铜迹线(环),该PCB具有集总的电子部件(例如,电容器、电感器、平衡-不平衡转换器、电阻器等)、匹配电路、解耦电路和前置放大器。此类构型通常是大体积的、重的和刚性的,并且需要在阵列中相对于彼此相对严格地放置线圈,以防止可能降低图像质量的线圈元件之间的耦合交互作用。这样,传统RF线圈和RF线圈阵列缺乏柔性,因此可能不适形于患者的解剖结构,从而降低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线圈阵列诸如RF线圈单元14可包括分布式电容线材而不是具有集总的电子部件的PCB上的铜迹线。因此,RF线圈阵列可为轻质且柔性的,从而能够放置在低成本、轻质、防水和/或阻燃的织物或材料中。耦接RF线圈的环部分(例如,分布式电容线材)的耦合电子器件部分可微型化并利用低输入阻抗前置放大器,该放大器针对高源阻抗(例如,由于阻抗匹配电路)优化并且允许RF线圈阵列中的线圈元件之间的柔性重叠。另外,RF线圈阵列与系统处理部件之间的RF线圈阵列交接电缆可为柔性的,并且包括呈分布式平衡-不平衡转换器形式的集成的透明功能,这能够避免刚性电子部件并有助于热负载的扩散。
现在转到图2,其示出了RF线圈202的示意图,该RF线圈包括经由耦合电子器件部分203和线圈交接电缆212耦接到控制器单元210的环部分201。在一个示例中,RF线圈可以是表面接收线圈,其可以是单通道或多通道的。RF线圈202是图1的RF线圈单元14的一个非限制性示例,因此可以在MRI装置10中的一个或多个频率下工作。线圈交接电缆212可以是在电子器件部分203与RF线圈阵列的交接连接器之间延伸的线圈交接电缆和/或在RF线圈阵列的交接连接器与MRI系统控制器单元210之间延伸的RF线圈阵列交接电缆。控制器单元210可以与图1中的数据处理单元31和/或控制器单元25相关联和/或可以为其非限制性示例。
耦合电子器件部分203可以耦接到RF线圈202的环部分201。在本文中,耦合电子器件部分203可以包括解耦电路204、阻抗逆变器电路206和前置放大器208。解耦电路204可以在传输操作期间将RF线圈有效地解耦。通常,RF线圈202在其接收模式下可以耦接到由MR装置成像的受检者的身体,以便接收在传输模式期间传输的RF信号的回波。如果RF线圈202不用于传输,则在RF体线圈装置传输RF信号时可能必须将RF线圈202与RF体线圈解耦。可使用共振电路和PIN二极管、微电子机械系统(MEMS)开关或另一种类型的开关电路来实现接收线圈与发射线圈的解耦。在本文中,开关电路可激活可操作地连接到RF线圈202的解调电路。
阻抗逆变器电路206可在RF线圈202与前置放大器208之间形成阻抗匹配网络。阻抗逆变器电路206被配置为将RF线圈202的线圈阻抗转换成前置放大器208的最佳源阻抗。阻抗逆变器电路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从对应的RF线圈202接收MR信号并放大接收到的MR信号。在一个示例中,前置放大器可以具有低输入阻抗,该低输入阻抗被配置为适应相对较高的阻断阻抗或源阻抗。下文将参考图3至图5更详细地解释关于RF线圈和相关联的耦合电子器件部分的附加细节。耦合电子器件部分203可以封装在尺寸为约2cm2或更小的非常小的PCB中。PCB可以用保形涂层或封装树脂来保护。
线圈交接电缆212诸如RF线圈阵列交接电缆可用于在RF线圈与处理系统的其它方面之间传输信号,例如以控制RF线圈和/或从RF线圈接收信息。RF线圈阵列交接电缆可以设置在MRI装置(诸如图1的MRI装置10)的孔或成像空间内,并且经受由MRI装置产生和使用的电磁场。在MRI系统中,线圈交接电缆,诸如线圈交接电缆212,可以支持发射器驱动的共模电流,这继而可能产生场失真和/或不可预测的部件加热。通常,共模电流通过使用平衡-不平衡转换器来阻断。平衡-不平衡转换器或共模陷波器提供高共模阻抗,继而降低发射器驱动电流的影响。
因此,线圈交接电缆212可以包括一个或多个平衡-不平衡转换器。在传统线圈交接电缆中,平衡-不平衡转换器以相对较高的密度定位,因为如果平衡-不平衡转换器密度过低或者如果平衡-不平衡转换器定位在不适当的位置,则可能产生高耗散/电压。然而,这种密集布置可能不利地影响柔性、成本和性能。因此,线圈交接电缆中的一个或多个平衡-不平衡转换器可以是连续平衡-不平衡转换器,以确保没有大电流或驻波,而与定位无关。连续平衡-不平衡转换器可为分布式、颤振和/或蝶形平衡-不平衡转换器。关于线圈交接电缆和平衡-不平衡转换器的更多细节将在下文中参照图15至图17呈现。
图3是根据一个实施方案形成的具有分段导线的RF线圈301的示意图。RF线圈301是图2的RF线圈202的非限制性示例,因此包括射频线圈202的环部分201和耦合电子器件部分203。耦合电子器件部分在被数据采集单元124(示于图1中)驱动时,允许RF线圈传输和/或接收RF信号。在例示的实施方案中,RF线圈301包括第一导线300和第二导线302。第一导线300和第二导线302可被分段,使得导线形成开路(例如,形成单极)。导线300,302的区段可具有不同长度,如将在下文所述。可以改变第一导线300和第二导线302的长度,以获得期望的分布式电容,并因此获得期望的共振频率。
第一导线300包括第一区段304和第二区段306。第一区段304包括位于接口处的终止于耦合电子器件部分203的驱动端312,将在下文中对此更详细地描述。第一区段304还包括与参考地分离从而保持浮动状态的浮动端314。第二区段306包括位于接口处的终止于耦合电子器件部分的驱动端316和与参考地分离的浮动端318。
第二导线302包括第一区段308和第二区段310。第一区段308包括位于接口处的驱动端320。第一区段308还包括与参考地分离从而保持浮动状态的浮动端322。第二区段310包括位于接口处的驱动端324和与参考地分离的浮动端326。驱动端324可在接口处终止,使得该驱动端324仅通过分布式电容耦接到第一导线。在导线之间的环周围示出的电容器代表线材之间的电容。
第一导线300和第二导线302表现出沿第一区段和第二区段304,306,308,310的长度生长的分布式电容。第一区段304,308可具有与第二区段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在所需中心频率处具有共振频率的有效LC电路。例如,通过改变第一区段304,308相对于第二区段306,310的长度的长度,可改变集成的分布式电容。
在例示的实施方案中,第一导线300和第二导线302被成形为终止至接口的环部分。但在其它实施方案中,其它形状是可能的。例如,环部分可为多边形,其被成形为适形于表面(例如,外壳)轮廓等。环部分限定沿第一导线和第二导线的导电通路。第一导线和第二导线沿导电通路的整个长度没有任何分立的或集总的电容或电感元件。环部分还可包括具有变化线规的绞合或实心导线的环,具有不同长度第一导线300和第二导线302的变化直径的环,和/或在第一导线与第二导线之间具有变化间距的环。例如,第一导线和第二导线中的每一者在沿导电通路的各个位置处可以不具有切口或间隙(无分段导线)或者可以具有一个或多个切口或间隙(分段导线)。
如本文所用并且也被称为集成电容的分布式电容(DCAP)表示沿导线的长度在导线之间表现出的电容,并且没有分立的或集总的电容部件以及分立的或集总的电感部件。在本文的示例中,电容可沿第一导线300和第二导线302的长度以均匀且均一的方式生长。
介电材料303封装并分隔第一导线300和第二导线302。可以选择性地选取介电材料303以实现期望的分布式电容。介电材料303可以基于所需的介电常数来改变环部分的有效电容。例如,介电材料303可以是空气、橡胶、塑料或任何其它介电材料。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可以是围绕第一导线300和第二导线302的平行导电元件的绝缘材料。另选地,第一导线300和第二导线302可以彼此扭绞以形成双绞线电缆。又如,介电材料303可以是塑料材料。第一导线300和第二导线302可以形成同轴结构,其中塑料介电材料303分隔第一导线和第二导线。又如,第一导线和第二导线可以被配置为平面条带。
耦合电子器件部分203可操作地且通信地耦接到RF驱动器单元22、数据采集单元24、控制器单元25和/或数据处理单元31,以允许RF线圈102传输和/或接收RF信号。在例示的实施方案中,耦合电子器件部分203包括被配置为传输和接收RF信号的信号接口358。信号接口358可以经由电缆传输和接收RF信号。电缆可以是具有中心导线、内屏蔽件和外屏蔽件的三导线三轴电缆。中心导线连接到RF信号和前置放大器控制(RF),内屏蔽件连接到地(GND),并且外屏蔽件连接到多控制偏置(二极管解耦控制)(MC_BIAS)。10V电源连接可以承载在与RF信号相同的导线上。
如上文参照图2所述,耦合电子器件部分203包括解耦电路、阻抗逆变器电路和前置放大器。如图3所示,解耦电路包括解耦二极管360。解耦二极管360可例如具有来自MC_BIAS的电压,以便接通解耦二极管360。当接通时,解耦二极管360使导线300与导线302短路,从而导致线圈为非共振的,由此在例如传输操作期间使线圈解耦。
应当理解,图3中所示的解耦电路是用于说明而非进行限制。可在传输操作期间使用任何适当的解耦配置来解耦RF线圈。
阻抗逆变器电路包括: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。阻抗逆变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-不平衡转换器为包括第一电感器370a、第二电感器370b、第一电容器372a和第二电容器372b的晶格平衡-不平衡转换器。在一个示例中,二极管374限制电流的方向以阻止RF接收信号进入解耦偏置分支(MC_BIAS)。
前置放大器362可以是通过阻抗匹配电路针对高源阻抗进行优化的低输入阻抗前置放大器。前置放大器可具有低噪声反射系数γ和低噪声电阻Rn。在一个示例中,除低噪声因数之外,前置放大器可具有基本上等于0.0的γ源反射系数和基本上等于0.0的归一化噪声电阻Rn。然而,还设想基本上等于或小于0.1的γ值和基本上等于或小于0.2的Rn值。在前置放大器具有适当的γ和Rn值的情况下,前置放大器为RF线圈301提供阻断阻抗,同时还在Smith图表的上下文中提供大噪声圆。因此,RF线圈301中的电流被最小化,前置放大器的噪声有效地与RF线圈301的输出阻抗匹配。具有大噪声圆时,前置放大器在多种RF线圈阻抗上产生有效的SNR,同时对RF线圈301产生高阻断阻抗。
在一些示例中,前置放大器362可包括具有电容器和电感器的阻抗变压器。阻抗变压器可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。寄生电容效应可由例如前置放大器的PCB布局或前置放大器的栅极引起。此外,此类电抗通常可随着频率的増大而増大。然而,有利的是,将前置放大器的阻抗变压器配置为消除或至少最小化电抗将保持对RF线圈301的高阻抗(即,阻断阻抗)和有效的SNR,而不会对前置放大器的噪声因数产生显著影响。上文所述的晶格平衡-不平衡转换器可为阻抗变压器的非限制性示例。
在示例中,本文所述的前置放大器可为低输入阻抗前置放大器。例如,在一些实施方案中,在共振频率下,前置放大器的“相对较低”的输入阻抗小于约5欧姆。RF线圈301的线圈阻抗可具有任何值,这可能取决于线圈负载、线圈尺寸、场强等等。RF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欧姆和约10欧姆之间等等。阻抗逆变器电路被配置为将RF线圈301的线圈阻抗转换成相对较高的源阻抗。例如,在一些实施方案中,“相对较高”的源阻抗为至少约100欧姆,并且可大于150欧姆。
阻抗变压器还可为RF线圈301提供阻断阻抗。将RF线圈301的线圈阻抗转换为相对较高的源阻抗可使得阻抗变压器能够向RF线圈301提供更高的阻断阻抗。此类更高阻断阻抗的示例性值包括例如至少500欧姆和至少1000欧姆的阻断阻抗。
图4是根据另一个实施方案的RF线圈401和耦合电子器件部分203的示意图。图4的RF线圈是图2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201和耦合电子器件部分203。耦合电子器件在被数据采集单元124(示于图1中)驱动时,允许RF线圈传输和/或接收RF信号。RF线圈401包括与第二导线402平行的第一导线400。第一导线400和第二导线402中的至少一者是细长且连续的。
在例示的实施方案中,第一导线400和第二导线402被成形为终止至接口的环部分。但在其它实施方案中,其它形状是可能的。例如,环部分可为多边形,其被成形为适形于表面(例如,外壳)轮廓等。环部分限定沿第一导线400和第二导线402的导电通路。第一导线400和第二导线402沿导电通路的整个长度没有任何分立的或集总的电容或电感部件。第一导线400和第二导线402沿环部分的整个长度是不间断且连续的。环部分还可包括具有变化线规的绞合或实心导线的环,具有不同长度第一导线400和第二导线402的变化直径的环,和/或在第一导线与第二导线之间具有变化间距的环。例如,第一导线和第二导线中的每一者在沿导电通路的各个位置处可以不具有切口或间隙(无分段导线)或者可以具有一个或多个切口或间隙(分段导线)。
第一导线400和第二导线402具有沿环部分的长度(例如,沿第一导线400和第二导线402的长度)的分布式电容。第一导线400和第二导线402沿环部分的整个长度呈现基本上均匀且均一的电容。如本文所用,分布式电容(DCAP)表示沿导线的长度在导线之间表现出的电容,并且没有分立的或集总的电容部件以及分立的或集总的电感部件。在本文的示例中,电容可沿第一导线400和第二导线402的长度以均匀且均一的方式生长。第一导线400和第二导线402中的至少一者是细长且连续的。在例示的实施方案中,第一导线400和第二导线402两者均为细长且连续的。但在其它实施方案中,第一导线400和第二导线402中的仅一者可为细长且连续的。第一导线400和第二导线402形成连续的分布式电容器。电容沿第一导线400和第二导线402的长度以基本上恒定的速率生长。在例示的实施方案中,第一导线400和第二导线402形成沿第一导线400和第二导线402的长度表现出DCAP的细长连续导线。第一导线400和第二导线402在第一导线400与第二导线402的终端端部之间沿连续导线的整个长度不具有任何分立的电容和电感部件。例如,第一导线400和第二导线402不包括任沿环部分的长度的何分立的电容器也不包括任何电感器。
介电材料403分隔第一导线400和第二导线402。可以选择性地选取介电材料403以实现期望的分布式电容。介电材料403可以基于所需的介电常数来改变环部分的有效电容。例如,介电材料403可以是空气、橡胶、塑料或任何其它介电材料。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可以是围绕第一导线400和第二导线402的平行导电元件的绝缘材料。另选地,第一导线400和第二导线402可以彼此扭绞以形成双绞线电缆。又如,介电材料403可以是塑料材料。第一导线400和第二导线402可以形成同轴结构,其中塑料介电材料403分隔第一导线400和第二导线402。又如,第一导线400和第二导线402可以被配置为平面条带。
第一导线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耦接到耦合电子器件部分203。第一终端端部412在本文中也可称为“驱动端”。第二终端端部416在本文中也称为“第二驱动端”。
第二导线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耦接到耦合电子器件部分203。第一终端端部420在本文中也可称为“驱动端”。第二终端端部424在本文中也称为“第二驱动端”。
RF线圈401的环部分201耦接到耦合电子器件部分203。耦合电子器件部分203可为上文参照图2和图3所述的相同耦合电子器件,因此为类似的部件提供类似的参考标号并且省略了进一步的描述。
如图3和图4所示,形成RF线圈的环部分的两根平行导线可各自为连续的,如图4所示,或者导线中的一者或两者可为非连续的,如图3所示。例如,图3所示的两根导线可包括切口,从而导致每根导线由两个区段构成。导线区段之间的所得空间可用封装并围绕导线的介电材料填充。两个切口可定位在不同位置,例如,一个切口在135度处并且另一个切口在225度处(相对于环部分与耦合电子器件交接的位置)。通过包括不连续区段,可调节线圈的共振频率。例如,对于包括由电介质封装并分隔的两根连续平行导线的RF线圈而言,共振频率可为较小的第一共振频率。如果RF线圈相反包括一根不连续导线(例如,其中导线中的一者被切割并填充有介电材料)和一根连续导线,并且所有其它参数(例如,导线直径、环直径、介电材料)相同,则RF线圈的共振频率可为较大的第二共振频率。以此方式,可调节环部分的参数,包括导线线规、环直径、导线之间的间距、介电材料选择和/或厚度以及导线区段数量和长度,从而将RF线圈调谐至期望的共振频率。
本文所述的RF线圈(例如,上文参照图2至图4所述的RF线圈)在两根导线之间(例如,两根环线之间)产生分布式(也称为结合式)电容。分布式电容由两根导线中的大致线性变化电流引起:在一根导线中,电流线性上升,而在另一根导线中,电流线性下降。根据连续方程电流沿其路径线性变化导致恒定的正电荷分布。线性下降的电流导致恒定的负电荷分布。参考图4,作为示例,电流可在导线400中下降并且可在导线402中上升。以此方式,本文所述的RF线圈的环部分可充当折叠电偶极天线,其中共模电流是大约恒定的并且不同线材上的电流(例如,非共模电流)沿线材的圆周变化。
图5示出了沿图4的线A-A'截取的RF线圈401的环部分201的剖视图450。如图5所示,RF线圈401的环部分201包括被介电材料403围绕并封装在其中的第一导线400和第二导线402。每根导线可具有合适的横截面形状,此处为具有半径r的圆形横截面形状。然而,导线的其它横截面形状是可能的,诸如矩形、三角形、六边形等。这些导线可分隔合适的距离d(其中d是导线中心之间的距离)。在一个示例中,每根导线的半径r可为0.15mm,并且导线之间的距离d可为0.5mm,但其它尺寸是可能的并且可选择其它尺寸以获得期望的电容。如图所示,第一导线400以下降方式流过电流,由减号表示,并且在本文中也被称为下降电流。第二导线402以上升方式流过电流,由加号表示,并且在本文中也被称为上升电流。
如上所述,可通过调节导线之间的距离d、导线的直径、对导线的切割数量以及介电材料的性质中的一者或多者来调节环部分的电容。然而,对于一些MRI应用,仅包括两根导线的RF线圈可能不提供足够的电容。例如,碳14的成像可在32兆赫(MHz)的低共振频率下进行,这需要比两根导线可提供的电容更大的电容。可调节RF线圈环电容的另一种机构包括调节包括在环部分中的导线数量。下文更详细地描述的图6至图9示出了包括多于两根导线的示例性RF线圈构型。
图6示出了包括四根平行导线的RF线圈的环部分601。图7示出了图6的RF线圈的环部分601的剖视图700。环部分601包括四根导线,包括第一导线602、第二导线604、第三导线606和第四导线608,所有导线都封装在公共介电材料710中(示于图7中)。类似于上述RF线圈,每根导线可为导电线材或条,诸如铜线,并且介电材料可为pTFE、橡胶或其它合适的介电材料。出于视觉目的,图6一定程度地示意性地示出了四根导线(例如,展平和/或在同一平面上),但应当理解,导线的实际平面布置方式可不同于图6所示,诸如图7所示并且将在下文更详细地描述的布置方式。
图6和图7所示的RF线圈可包括与上文参照图2至图5所述的RF线圈的一些类似特征,包括在接口处耦接到耦合电子器件的环部分601。为了有利于耦接到耦合电子器件,第一导线602包括第一终端端部612,类似于上文参照图4所述的终端端部412。第一导线602在终止于接口处的第二终端端部616,类似于图4的第二终端端部416处电耦合到第三导线606。第一终端端部612耦接到耦合电子器件。第一终端端部612在本文中也可称为“驱动端”。第二终端端部616在本文中也称为“第二驱动端”。
第二导线604可在耦接到耦合电子器件的第一终端端部620,类似于图4的第一终端端部420处电耦合到第四导线608。第四导线608包括终止于接口处的第二终端端部624,类似于图4的第二终端端部424。第一终端端部620在本文中也可称为“驱动端”。第二终端端部624在本文中也称为“第二驱动端”。以此方式,环部分601耦接到耦合电子器件,并且耦合电子器件可为上文参照图2和图3所述的相同耦合电子器件。第三导线604和第四导线606可各自具有嵌入环部分中的浮动端。
四根导线可被布置成一对竖直导线(包括第一导线602和第三导线606)和一对水平导线(包括第二导线604和第四导线608)。如图所示,竖直导线可流过上升电流,而水平导线可流过下降电流。通过包括布置成两个平行对的四根导线,环部分601的电容可相对于仅包括两根导线的环増大。例如,图7所示的导线可具有相同的半径r并且可由与图5所示的导线相同的材料(例如,0.15mm的r)构成,并且可与图5所示的环部分以相同的介电材料间隔相同的距离d,诸如0.5mm(至少相邻的导线可间隔开距离d,而非相邻的导线可间隔开更大距离)。另外的导线可増加环部分的电容,例如从约50pF至约140pF。
可调节RF线圈的环部分的电容所依据的另一种机制包括构成环部分的芯的介电材料的类型。参考图7,作为示例,环部分601包括芯720,四根导线围绕该芯布置。芯720可为介电材料710中沿环部分横穿的中空管。在一个示例中,芯720可保持中空(例如,填充有空气)。在其它示例中,芯720可填充有具有与包括介电材料710的材料(诸如pTFE、水,陶瓷等)相同或不同介电特性的材料。随着芯材料的相对介电常数増大,环部分的电容也増大。例如,如果芯是空心的(例如,填充有空气),则环部分可具有较低的第一电容。如果芯填充有pTFE,则环部分可具有较高的第二电容。如果芯填充有水,则环部分可具有甚至更高的第三电容。
虽然图6和图7示出了包括四根导线的RF线圈环部分,但更多或更少的导线也是可能的,诸如三根导线。偶数数量的交错线材确保电荷沿环路径的均匀分布以及多芯线材内的良好电场约束。奇数数量的线材原则上是可以的,但可能易受波长效应,即沿环路径的不均匀电荷分布的影响。
图8示出了包括六根平行导线的RF线圈的环部分801。图9示出了图8的RF线圈的环部分801的剖视图900。环部分801包括六根导线,包括第一导线802、第二导线804、第三导线806、第四导线808、第五导线810和第六导线811,所有导线都封装在公共介电材料910中(示于图9中)。类似于上述RF线圈,每根导线可为导电线材或条,诸如铜线,并且介电材料可为pTFE、橡胶或其它合适的介电材料。出于视觉目的,图8一定程度地示意性地示出了六根导线(例如,展平和/或在同一平面上),但应当理解,导线的实际平面布置方式可不同于图8所示,诸如图9所示并且将在下文更详细地描述的布置方式。
图8和图9所示的RF线圈可包括与上文参照图2至图5所述的RF线圈的一些类似特征,包括在接口处耦接到耦合电子器件的环部分801。为了有利于耦接到耦合电子器件,第一导线802在终止于接口处的第一终端端部820,类似于图4的第一终端端部420处电耦合到第三导线806和第五导线810。第一终端端部820耦接到耦合电子器件。第一导线802还包括终止于接口处的第二终端端部824,类似于图4的第二终端端部424。
第二导线804可在耦接到耦合电子器件的第一终端端部816,类似于图4的第一终端端部416处电耦合到第四导线808和第六导线811。第流导线811包括终止于接口处的第二终端端部812,类似于图4的第二终端端部412。以此方式,环部分801耦接到耦合电子器件,并且耦合电子器件可为上文参照图2和图3所述的相同耦合电子器件。第二导线804、第三导线806、第四导线808和第五导线810可各自具有嵌入环部分中的浮动端。
如图9所示,环部分801包括以六边形方式布置的六根导线。环部分可被配置成(例如,以此类方式耦接到耦合电子器件)以每隔一个的构型流过上升电流和下降电流。例如,第一导线802、第三导线806和第五导线810可各自流过上升电流,而第二导线804、第四导线808和第六导线811可各自流过下降电流。每根导线可具有相同的半径r(诸如0.15mm,类似于上文相对于图5和图6所述的导线)并且间隔相同的距离d(诸如如上所述的0.5mm)。导线可各自由例如铜线构成,并且介电材料910可为pTFE、橡胶等。由于存在六根导线,环部分801可具有比图6的环部分601更高的电容。在一个示例中,环部分801的电容可为约220pF。
另外,环部分801可包括芯920,六根导线围绕该芯布置。芯920可为介电材料910中沿环部分横穿的中空管。在一个示例中,芯920可保持中空(例如,填充有空气)。在其它示例中,芯920可填充有具有与包括介电材料910的材料(诸如pTFE、水,陶瓷等)相同或不同介电特性的材料。随着芯材料的相对介电常数増大,环部分的电容也増大。例如,如果芯是空心的(例如,填充有空气),则环部分可具有较低的第一电容。如果芯填充有pTFE,则环部分可具有较高的第二电容。如果芯填充有水,则环部分可具有甚至更高的第三电容。另外,芯920(以及图7的芯720)可具有被选择以获得期望电容的直径。在示例中,芯可具有为线材间距和线材直径的函数的最大直径。例如,芯的最大直径可为线材之间距离(图9的距离d)的两倍减去线材半径(图9的半径r)的两倍。在距离为0.5mm并且半径为0.15mm的上述示例中,芯可具有0.7mm的最大直径。
以此方式,通过改变导线的数量、线材直径、线材中的切口数量、介电材料和/或其它参数,可实现RF线圈的环部分的每个单位长度的广泛分布式电容范围,这可允许RF线圈以适合特定MRI环境(例如,1.5T对3T)的共振频率工作。如上所述,通过増加导线的数目,可増大电容。除此之外或另选地,可通过修改RF线圈环部分横截面内的介电材料芯来改变电容。另外,在一些示例中,为了改变RF线圈环部分的电容,一个或多个切口可存在于一个或多根导线上。当RF线圈环部分包括两个以上的导线(例如,如上文参照图6和图8所述的四根或六根平行线材)时,对导线的切割可仅在流过上升电流的导线上而不是在流过下降电流的导线上进行,反之亦然。
图10为曲线1000,其示出了对于具有下降电流(曲线1002)的导线和具有上升电流的导线(曲线1004),导线电流随导线长度(在所示的示例中,是环状导线的导线周长)的变化。如图10所示,电流可沿一根导线的长度线性下降(曲线1002所示),并且沿另一根导线的长度线性上升(以与下降电流成比例的量)(曲线1004所示)。
图11至图13示出了各种另外的RF线圈环部分构型。图11至图13所示的每个线圈环部分为环部分的横截面,类似于图5、图7和图9所示的剖视图。另外,图11至图13所示的每个环部分可以类似于上文参照图3和图4所述的方式耦接到相应的耦合电子器件部分。
图11示出了包括圆形中心导线1102、外同心屏蔽件1106和介于其间的介电材料1104的示例性同轴线圈环部分1100。中心导线1102可类似于上文参照图2至图4所述的导线(例如,由铜线构成),并且介电材料1104可类似于上述介电材料(例如,由pTFE构成)。外同心屏蔽件1106可包封或以其它方式围绕介电材料1104和中心导线1102,并且可由编织铜或其它合适的导电材料构成。中心导线、介电材料和外屏蔽件均具有共同的中心轴线。另外,尽管图11中未示出,但在一些示例中,外护套(例如,由介电材料构成)可围绕外屏蔽件1106。虽然在图11中示出了两个同轴导线(中心导线1102和外屏蔽件1106),RF线圈环部分可包括由介电材料封装并彼此分隔的三个或更多个同轴导线。
图12示出了包括内屏蔽件1202、外同心屏蔽件1206和介于其间的介电材料1204的另一个示例性同轴环部分1200。介电材料可类似于上述介电材料(例如,由pTFE构成)。内屏蔽件1202和外同心屏蔽件1206可由编织铜或其它合适的导电材料构成。外同心屏蔽件1206可包封或以其它方式围绕介电材料和内屏蔽件。内屏蔽件1202可围绕中空芯,或者内屏蔽件1202可围绕包括介电材料的芯。内屏蔽件、介电材料和外屏蔽件全部共用共同的中心轴线。另外,尽管图12中未示出,但在一些示例中,外护套(例如,由介电材料构成)可围绕外屏蔽件1206。虽然在图12中示出了两个同轴导线(内屏蔽件1202和外屏蔽件1206),RF线圈环部分可包括由介电材料封装并彼此分隔的三个或更多个同轴屏蔽件。
图13示出了由微带导线构成的示例性线圈环部分1300,包括由介电材料1303分隔(并包封)的第一微带导线1302和第二微带导线1304。介电材料可类似于上述介电材料(例如,由pTFE构成)。微带导线可为可由铜构成的矩形(横截面)平行导线,并且可以类似于上文参照图2至图4所述的线材环的方式形成环。另外,尽管图13中示出了两个微带导线,但RF线圈环部分可包括两个以上平行的微带,其中相邻微带由介电材料分隔开。
上面参考图2至图9和图11至图13呈现的RF线圈可以用于在MR成像会话期间接收MR信号。这样,图2至图9和图11至图13的RF线圈可为图1的RF线圈单元14中的元件的非限制性示例,并且可被配置成耦接到MRI系统的下游部件,诸如处理系统。图2至图9和图11至图13的RF线圈可存在于具有各种构型的RF线圈的阵列中。图14示出了RF线圈阵列和伴随的线圈交接电缆的各种实施方案,这些实施方案可包括上文参考图2至图9和图11至图13所述的RF线圈中的一个或多个。
第一RF线圈阵列1310包括线圈环和耦接到每个线圈环的电子器件单元,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交接电缆。因此,RF线圈阵列1310包括四个线圈环、四个电子器件单元和四根线圈交接电缆。例如,RF线圈阵列1310中的一个RF线圈包括环部分1312、电子器件单元1314和线圈交接电缆1316。环部分1312可包括合适数量的导线,诸如两根导线(类似于图3和图4所示的RF线圈)、四根导线(类似于图6所示的RF线圈环部分)或六根导线(类似于图8所示的RF线圈环部分)。
第二RF线圈阵列1320包括用于每个线圈环的单独电子器件单元,其中每个电子器件单元耦接到相应的线圈交接电缆。阵列1320包括四个线圈环、四个电子器件单元和四根线圈交接电缆,四根线圈交接电缆以四根线圈交接电缆的单个分组捆绑在一起并且可被称为集成的平衡-不平衡转换器电缆线束。例如,耦接到两个顶部电子器件单元的两根线圈交接电缆捆绑在一起,并且它们与来自两个底部电子器件单元的两根线圈交接电缆捆绑在一起。类似于上述RF线圈阵列,阵列1320中的每个RF线圈的每个线圈环可包括两根或更多根导线。
第三RF线圈阵列1330包括用于每个线圈环的单独电子器件单元,其中每个电子器件单元耦接到相应的线圈交接电缆。阵列1330包括四个线圈环、四个电子器件单元和四根线圈交接电缆,四根线圈交接电缆以四根线圈交接电缆的单个分组捆绑在一起并且可被称为集成的平衡-不平衡转换器电缆线束。类似于上述RF线圈阵列,阵列1330中的每个RF线圈的每个线圈环可包括两根或更多根导线。
在一些示例中,单个耦合电子器件单元可容纳在公共电子器件外壳中。线圈阵列中的每个线圈环可具有容纳在外壳中的相应耦合电子器件单元(例如,解耦电路、阻抗逆变器电路和前置放大器)。在一些示例中,公共电子器件外壳可与线圈环或RF线圈阵列分离。具体地讲,如果单个耦合电子器件被配置为在图11的RF线圈阵列1330中,则电子器件可置于可单独的组件中并与线圈阵列断开连接。连接器接口可被放置在例如导线环部分(例如,上述驱动端)与每个单个耦合电子器件单元的耦合电子器件之间的结合处。
用于RF线圈或RF线圈阵列中的导线和线圈环可以任何合适的方式制造,以针对期望的RF线圈应用获得期望的共振频率。期望的导线规(诸如28或30美国线规(AWG))或任何其它期望的线规可与相同线规的一根或多根平行导线配对,并且使用挤出工艺或三维(3D)打印或加成制造工艺用介电材料封装。该制造工艺可以是环境友好的、低浪费的和低成本的。
因此,本文所述的RF线圈包括封装在一个或多个平行导线中的具有任选的一个或多个切口的pTFE电介质中的双引线、三引线、四引线、六引线或其它合适的引线导线环,以及耦接到每个线圈环的微型化耦合电子器件PCB(例如,约2cm2或更小的尺寸的极小耦合电子器件PCB)。PCB可以用保形涂层或封装树脂保护。这样,消除了传统部件,并且电容被“内置”在集成电容器(INCA)线圈环中。线圈元件之间的交互作用被减小或消除。通过改变所用导线的线规、导线之间的间距、导线的数量、环直径、环形状、介电材料、环芯材料以及导线中的切口数量和布置,线圈环可适应广泛范围的MR工作频率。线圈环在PET/MR应用中是透明的,从而有助于剂量管理和信噪比(SNR)。微型化耦合电子器件PCB包括解耦电路、阻抗逆变器电路(具有阻抗匹配电路和输入平衡-不平衡转换器)以及前置放大器。前置放大器在线圈阵列应用中设定了针对最低噪声、稳健性和透明性的新标准。前置放大器提供有源噪声消除以降低电流噪声、提高线性度以及改善对变化线圈负载条件的容差。另外,如下文更详细地解释,可提供具有平衡-不平衡转换器的电缆束,该平衡-不平衡转换器用于将微型化耦合电子器件PCB中的每一个耦接到与MRI系统交接的RF线圈阵列连接器。
本文所述的RF线圈特别轻,并且每个线圈元件的重量可小于10克,而使用通用电气公司的几何包融方法(GEMS)套件的柔性RF线圈阵列的每个线圈元件的重量为45g。例如,根据本公开的16通道RF线圈阵列的重量可小于0.5kg。本文所述的RF线圈特别柔性和耐用,因为线圈极其简单,具有非常少的刚性部件并且允许浮动重叠。本文所述的RF线圈的成本极低,例如,比当前技术降低十倍以上。例如,16通道RF线圈阵列可由小于50美元的部件和材料构成。本文所述的RF线圈不排除电流封装或新兴技术,并且可在不需要封装或附接到线圈架的RF线圈阵列中实现,或者在作为柔性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为单个线圈元件,其在功能上独立并且对其周围环境或相邻线圈元件电免疫。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良好。线圈元件之间的特殊隔离允许使线圈元件之间的重叠最大化且不降低线圈元件之间的性能。这允许比传统RF线圈阵列设计更高密度的线圈元件。
与本文所述的RF线圈阵列相比,传统RF线圈阵列可包括四个RF线圈环,这些线圈环包括PCB上走线的铜,铜是刚性的并且将RF线圈相对于彼此保持在固定位置。与本文所述的RF线圈阵列的电子器件相比,传统RF线圈包括集总元件(例如,电容器)和相对较大的耦合电子器件组。例如,传统RF线圈阵列包括PCB,在该PCB上形成铜迹线并且存在集总的元件。一组耦合电子器件可包括大体积和刚性元件,诸如平衡-不平衡转换器。此外,由于传统RF线圈阵列的构型(例如,由于由线圈阵列产生的热),需要刚性和/或大体积外壳材料。另外,传统RF线圈阵列可仅包括在MR成像期间实际使用的传统总体RF线圈阵列元件的一部分。例如,传统总体RF线圈阵列元件可包括四个单独的传统RF线圈阵列,从而进一步増加传统总体RF线圈阵列元件的尺寸、重量和成本。
本文所述的RF线圈不由基板支撑或围绕。尽管RF线圈环中的线材被封装在介电材料中,但至少在一些示例中,在整个RF线圈周围不存在其它基板。RF线圈可容纳在织物或其它柔性壳体中,但RF线圈可在多个维度上保持柔性并且彼此可不固定连接。在一些示例中,RF线圈可相对于彼此可滑动地移动,由此提供线圈元件之间的变化量的重叠。相比之下,传统RF阵列中的线圈元件相对于彼此固定就位并且被基板(例如PCB)围绕。因此,即使基板是柔性的,传统RF线圈阵列中的线圈元件的移动也受到限制。
由RF线圈接收的信号生成的图像质量可由质量因数限定,被称为Q。在RF线圈中,Q被定义为Q=ωL/R,其中L为线圈电感,R为电路电阻,并且ω为角频率。増大的Q导致増大的SNR和更敏锐的频率响应。Q值与振荡系统中在振荡循环中损失的能量分数成反比。因此,为了増大SNR,可能希望生成具有相对较高Q值的RF线圈阵列。Q可在成像期间不存在患者的未加载状态期间确定,这被称为RF线圈的未加载Q。本文所述的RF线圈可具有变化的未加载Q,这取决于所存在的导线的数量。例如,双引线RF线圈(诸如上文参照图3和图4所述的那些)可具有相对较低的未加载Q,其可低于传统铜迹线RF线圈的未加载Q。相比之下,包括増加数量的导线的RF线圈(诸如上文参照图8所述的包括六根导线的RF线圈)可具有与传统铜迹线RF线圈的未加载Q类似的未加载Q。
如前所述,本公开的RF线圈阵列可耦接到RF线圈阵列交接电缆,该RF线圈阵列交接电缆包括连续的分布式平衡-不平衡转换器或共模陷波器,以便使高电流或驻波最小化,而与定位无关。RF线圈阵列交接电缆的高应力区域可由多个平衡-不平衡转换器提供。另外,热负载可通过公共导线共享。RF线圈阵列交接电缆的中心路径和返回路径的电感基本上不因互感而増强,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因几何形状变化而变化。共振器尺寸理想地非常小,但实际上可能受到阻挡要求、电场强度和磁场强度、局部变形、热和电压应力等的限制。
图15示出了根据各种实施方案形成的连续共模陷波器组件1400的框图。共模陷波器组件1400可被配置成例如用于MRI系统,诸如上文所述的MRI装置10。例如,在例示的实施方案中,共模陷波器组件1400被配置为传输电缆1401,该传输电缆被配置成用于在MRI系统的处理系统1450与RF线圈阵列1460之间传输信号。传输电缆1401为RF线圈阵列交接电缆212的非限制性示例,处理系统1450为控制器单元210的非限制性示例,并且RF线圈阵列1460为图2的多个RF线圈202和耦合电子器件部分203的非限制性示例。
在例示的实施方案中,传输电缆1401(或RF线圈阵列交接电缆)包括中心导线1410和多个共模陷波器1412,1414,1416。应当指出的是,尽管共模陷波器1412、1414和1416被描绘为与中心导线1410不同,但在一些实施方案中,共模陷波器1412,1414,1416可与中心导线1410一体形成或作为中心导线的一部分。
例示实施方案中的中心导线1410具有长度1404,并且被配置成在MRI系统的MRIRF线圈阵列1460与至少一个处理器(例如处理系统1450)之间传输信号。中心导线1410可包括例如带状导线、线材或同轴电缆束中的一者或多者。所描绘的中心导线1410的长度1404从中心导线1410的第一端部(其耦接到处理系统1450)延伸至中心导线1410的第二端部(其耦接到RF线圈阵列1460)。在一些实施方案中,中心导线可穿过共模陷波器1412,1414,1416的中心开口。
如图15所示,所描绘的共模陷波器1412,1414,1416(其可被理解为配合以形成共模陷波器单元1418)沿中心导线1410的长度1404的至少一部分延伸。在例示的实施方案中,共模陷波器1412,1414,1416不沿整个长度1404延伸。然而,在其它实施方案中,共模陷波器1412,1414,1416可沿整个长度1404延伸,或基本上沿整个长度1404延伸(例如,沿整个长度1404,被配置成耦接到例如处理器或RF线圈阵列的端部处的部分除外)。共模陷波器1412,1414,1416邻接地设置。如图15所示,共模陷波器1412,1414,1416中的每一个与共模陷波器1412,1414,1416中的至少一个邻接地设置。如本文所用,邻接可被理解为包括紧邻彼此或彼此接触的组件或方面。例如,邻接的组件可彼此紧靠。可以指出的是,在一些实施方案中,邻接部件之间在实施过程中可存在较小或不显著的间隙。在一些实施方案中,不显著的间隙(或导线长度)可理解为小于自由空间中发射频率的波长的1/40。在一些实施方案中,不显著的间隙(或导线长度)可理解为两厘米或更小。例如,邻接的共模陷波器在其间没有(或微小的)居间间隙或导线,这些间隙或导线易受来自磁场的电流的感应,而不受共模陷波器提供的抑制。
例如,如图15所示,共模陷波器1412与共模陷波器1414邻接,共模陷波器1414与共模陷波器1412和共模陷波器1416邻接(并且插入到共模陷波器1412与共模陷波器1416之间),并且共模陷波器1416与共模陷波器1414邻接。共模陷波器1412,1414,1416中的每一个被配置成向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,共模陷波器1412,1414,1416提供高共模阻抗。每个共模陷波器1412,1414,1416例如可包括共振电路和/或一个或多个共振部件以在期望频率或目标频率范围内或附近提供期望的阻抗。需注意,共模陷波器1412,1414,1416和/或共模陷波器单元1418也可被本领域的技术人员称为扼流圈或平衡-不平衡转换器。
与在其间具有间距的独立的分立共模陷波器的系统相比,各种实施方案(例如,共模陷波器组件1400)具有一部分,共模陷波器在该部分上连续地和/或邻接地延伸,使得不存在沿未提供共模陷波器的部分的位置。因此,可减少或消除在选择或实现共模陷波器的特定放置位置方面的困难,因为所有感兴趣的位置可被包括在连续和/或邻接的共模陷波器内。在各种实施方案中,连续陷波器部分(例如共模陷波器单元1418)可沿传输电缆的长度或长度的一部分延伸。连续模式陷波器部分可由连续接合的各个共模陷波器或陷波器部分(例如,共模陷波器1412,1414,1416)形成。此外,在各种实施方案中,邻接的共模陷波器可用于以下中的至少一者:降低与线圈元件的交互作用,将热量分布在较大区域上(例如,以防止热点),或帮助确保阻断位于期望的或要求的位置。此外,在各种实施方案中可采用邻接的共模陷波器以帮助将电压分布在较大面积上。另外,在各种实施方案中,连续和/或邻接的共模陷波器提供了柔性。例如,在一些实施方案中,可使用连续长度的导线(例如,包裹中心导线的外导线)或以其它方式组织为一体形成的邻接区段来形成共模陷波器。在各种实施方案中,连续和/或邻接的共模陷波器(例如,在圆柱体中形成)的使用提供了一定范围的柔性,在该柔性范围内,组件的挠曲基本上不改变结构的共振频率,或者组件在其挠曲时仍保持在频率上。
可以指出的是,各种实施方案中的各个共模陷波器或部分(例如,共模陷波器1412,1414,1416)可基本上类似地配置或形成(例如,每个陷波器可以为渐缩卷绕线圈的长度的一部分),但每个单个陷波器或部分可被配置成与其它陷波器或部分略微不同。例如,在一些实施方案中,独立地调谐每个共模陷波器1412,1414,1416。因此,每个共模陷波器1412,1414,1416可具有与相同共模陷波器组件1400中的其它共模陷波器不同的共振频率。
另选地或除此之外,每个共模陷波器可被调谐成具有接近MRI系统的工作频率的共振频率。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,或当共振频率接近工作频率以提供频上阻断时,或在工作频率下提供阻断阻抗时,共模陷波器可被理解为具有在工作频率附近的共振频率。
另外除此之外或另选地,可将每个共模陷波器调谐成具有低于MRI系统的工作频率的共振频率(或者可将每个共模陷波器调谐成具有高于MRI系统的工作频率的共振频率)。由于每个陷波器具有低于(或者另选地,每个陷波器具有高于)工作频率的频率,因此可消除或减少任何陷波器彼此抵消的风险(例如,由于一个陷波器具有高于工作频率的频率的和另一陷波器具有低于工作频率的频率)。又如,可将每个共模陷波器调谐至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/或局部失真。
图16是根据本公开的实施方案的包括多个连续和/或邻接的共模陷波器的RF线圈阵列交接电缆1500的透视图。RF线圈阵列交接电缆1500包括外部套管或屏蔽件1503、电介质垫片1504、内部套管1505,第一共模陷波器导线1507和第二共模陷波器导线1509。
第一共模陷波器导线1507以螺旋形包裹电介质垫片1504,或者在第一方向1508上在距离设置在RF线圈阵列交接电缆1500的孔1518内的中心导线(未示出)的渐缩距离处以螺旋形包裹。此外,第二共模陷波器导线1509以螺旋形包裹电介质垫片1504,或者在与第一方向1508相对的第二方向1510上在距离设置在孔1518内的中心导线的渐缩距离处以螺旋形包裹。在例示的实施方案中,第一方向1508是顺时针方向,并且第二方向1510是逆时针方向。
RF线圈阵列交接电缆1500的导线1507和1509可包括导电材料(例如金属)并且可被成形为例如带、线材和/或电缆。在一些实施方案中,逆绕或外部导线1507和1509可用作穿过中心导线的电流的返回路径。另外,在各种实施方案中,逆绕导线1507和1509可正交地彼此交叉(例如,由第一共模陷波器导线1507限定的中心线或路径垂直于由第二共模陷波器导线1509限定为共模陷波器导线交叉路径的中心线或路径),以消除、最小化或减少共模陷波器导线之间的耦合。
还需注意,在各种实施方案中,第一共模陷波器导线1507和第二共模陷波器导线1509围绕电介质垫片1504松散地包裹,以在RF线圈阵列交接电缆1500弯曲或挠曲时提供柔性和/或减少电感的任何结合、耦合或变化。可以指出的是,逆绕外部导线的松散或紧密度可因应用而变化(例如,基于导线和电介质垫片的相对尺寸、共模陷波器期望的弯曲量或挠曲量等)。一般来讲,外部或逆绕导线应当足够紧密,使得它们围绕电介质垫片1504保持在相同的大体取向,但足够松散以允许在RF线圈阵列交接电缆1500的弯曲或挠曲过程中存在足够的松弛或运动,以避免、最小化或减少逆绕外部导线的耦合或结合。
在例示的实施方案中,外屏蔽件1503在RF线圈阵列交接电缆1500的中部是不连续的,以暴露在一些实施方案中沿与RF线圈阵列交接电缆1500的整个长度提供的电介质垫片1504的一部分。作为非限制性示例,电介质垫片1504可包括特氟隆或另一种介电材料。电介质垫片1504用作电容器,并且因此可被调谐或配置成提供期望的共振。应当理解,用于向RF线圈阵列交接电缆1500提供电容的其它构型是可能的,并且例示的构型是示例性的和非限制性的。例如,可另选地向RF线圈阵列交接电缆1500提供分立电容器。
另外,RF线圈阵列交接电缆1500包括第一柱1513和第二柱(未示出),第一共模陷波器导线1507和第二共模陷波器导线1509被固定到所述柱。为此,第一柱1513和第二柱定位在共模陷波器的相对两端处并且被固定到外屏蔽件1503。第一柱1513和第二柱确保第一共模陷波器导线1507和第二共模陷波器导线1509被定位成靠近位于RF线圈阵列交接电缆1500的端部处的外屏蔽件1503,从而提供如本文进一步所述的逆绕导线的渐缩蝶形构型。
渐缩蝶形构型包括由第一共模陷波器导线1507形成的第一环和由第二共模陷波器导线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具有相等面积,则所得的净电流将为零。相对于常规用于共模陷波器中的二维布置,第一环1507和第二环1509的渐缩圆柱形布置在挠曲期间提供共振频率的改善的柔性和一致性。
一般来讲,本文所用的渐缩蝶形构型可用于指通量抵消的导线构型,例如包括至少两个类似尺寸的相对的环,这两个环围绕至少一个轴线对称地设置,并且被布置成使得由磁场在每个环(或环组)中感应的电流趋于抵消在至少一个其它环(或环组)中感应的电流。例如,参考图15,在一些实施方案中,逆绕导线(例如,缠绕中心构件和/或相对螺旋方向上的轴线的导线)可与中心导线1410径向间隔开以形成共模陷波器1412,1414,1416。如图16所示,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。以此方式,共模陷波器1412,1414,1416可连续地或邻接地定位,而在其间没有显著间隙。
当多个共模陷波器导线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线的渐缩螺旋构型是尤其有利的。作为示例性示例,图17是包括将RF线圈阵列1570耦接到处理系统1560的多个连续和/或邻接的共模陷波器的RF线圈阵列交接电缆1550的透视图。RF线圈阵列交接电缆1550包括在中心导线1552上彼此相邻定位的第一共模陷波器1580和第二共模陷波器1590。
第一共模陷波器1580包括以渐缩螺旋构型逆绕的第一共模陷波器导线1582和第二共模陷波器导线1584。为此,第一导线1582和第二导线1584被固定到柱1586和1588。应当指出的是,柱1586和1588在共模陷波器1580的同一侧上对齐。
类似地,第二共模陷波器1590包括以渐缩螺旋构型逆绕并且固定到柱1596和1598的第三共模陷波器导线1592和第四共模陷波器导线1594。应当指出的是,柱1596和1598在共模陷波器1590的同一侧上对齐。
如图所示,共模陷波器1580和1590隔开一定距离,从而将中心导线1552暴露在共模陷波器之间的间隙1554中。由于共模陷波器的共模陷波器导线的渐缩螺旋构型,间隙1554可被最小化或完全消除,以便増大共模陷波器组件中的共模陷波器密度,而不损失共模陷波器的阻抗功能。即,给定渐缩螺旋构型,距离可变得任意地小,使得共模陷波器处于面共享接触。
应当理解,虽然RF线圈阵列交接电缆1550包括两个共模陷波器1580和1590,但在实施过程中,RF线圈阵列交接电缆可包括两个以上的共模陷波器。
另外,RF线圈阵列交接电缆1550的共模陷波器1580和1590对准,使得柱1586、1588、896和1598在RF线圈阵列交接电缆的同一侧上对齐。然而,在共模陷波器之间可能存在串扰的示例中,例如,如果逆绕导线的渐缩更严重或陡峭,则共模陷波器可相对于彼此旋转,以进一步减小陷波器之间的边缘效应和/或串扰。
此外,其它共模陷波器或平衡-不平衡转换器构型也是可能的。例如,可修整每个共模陷波器的外屏蔽件,使得共模陷波器可重叠或交错,从而増大共模陷波器的密度。
如本文所用,以单数形式列举并且以单词“一个”或“一种”开头的元件或步骤应当被理解为不排除多个所述元件或步骤,除非明确说明此类排除。此外,对本发明的“一个实施方案”的引用不旨在被解释为排除也包含所引用特征的附加实施方案的存在。此外,除非明确地相反说明,否则“包含”、“包括”或“具有”具有特定特性的元件或多个元件的实施方案可包括不具有该特性的附加此类元件。术语“包括”和“在…中”用作相应的术语“包含”和“其中”的简明语言等同形式。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位置次序。
该书面描述使用示例来公开本发明,包括最佳模式,并且还使相关领域中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书限定,并且可包括本领域普通技术人员想到的其他示例。如果此类其它示例具有与权利要求书的字面语言没有区别的结构元素,或者如果它们包括与权利要求书的字面语言具有微小差别的等效结构元素,则此类其它示例旨在落入权利要求书的范围内。
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:
环部分,所述环部分包括由介电材料封装并分隔的至少三根分布式电容导线;
耦合电子器件部分,所述耦合电子器件部分包括前置放大器;和
线圈交接电缆,所述线圈交接电缆在所述耦合电子器件部分与所述RF线圈组件的交接连接器之间延伸,
其中所述环部分还包括被所述至少三根分布式电容导线包围的芯且其中所述芯由第二介电材料制成,所述至少三根分布式电容导线彼此间隔开。
2.根据权利要求1所述的RF线圈组件,其中所述环部分包括由所述介电材料封装并分隔的四根平行导线,所述四根平行导线被布置成正方形构型。
3.根据权利要求2所述的RF线圈组件,其中电流以上升方式流过所述四根平行导线的第一对,并且电流以下降方式流过所述四根平行导线的第二对,所述第一对包括所述正方形构型的每隔一根平行导线,并且所述第二对包括所述正方形构型的每根居间平行导线。
4.根据权利要求1所述的RF线圈组件,其中所述环部分包括由所述介电材料封装并分隔的六根平行导线,所述六根平行导线被布置成六边形构型。
5.根据权利要求4所述的RF线圈组件,其中电流以上升方式流过所述六根平行导线的第一子组,并且电流以下降方式流过所述六根平行导线的第二子组,所述第一子组包括所述六边形构型的每隔一根平行导线,并且所述第二子组包括所述六边形构型的每根居间平行导线。
6.根据权利要求1所述的RF线圈组件,其中所述芯包括沿着所述环部分横穿的中空管。
7.根据权利要求6所述的RF线圈组件,其中所述中空管填充有所述第二介电材料。
8.根据权利要求1所述的RF线圈组件,其中所述环部分包括由所述介电材料封装并分隔的至少三根同轴导线。
9.根据权利要求8所述的RF线圈组件,其中所述至少三根同轴导线包括中心导线、围绕所述中心导线的第一屏蔽件和围绕所述第一屏蔽件的第二屏蔽件。
10.根据权利要求8所述的RF线圈组件,其中所述至少三根同轴导线包括围绕芯的内屏蔽件、围绕所述内屏蔽件的第一外屏蔽件和围绕所述第一外屏蔽件的第二外屏蔽件。
11.根据权利要求8所述的RF线圈组件,其中所述环部分包括由所述介电材料封装并分隔的至少三条平行平面条带。
12.根据权利要求1所述的RF线圈组件,其中所述耦合电子器件部分还包括解耦电路和阻抗逆变器电路,所述解耦电路被配置成在传输操作期间使所述RF线圈组件解耦。
13.一种用于磁共振成像(MRI)系统的射频(RF)线圈阵列组件,包括:
多个RF线圈,每个RF线圈包括:
环部分,所述环部分包括由介电材料封装并分隔的至少三根分布式电容导线;和
耦合电子器件部分,所述耦合电子器件部分包括前置放大器;和
线圈交接电缆,所述线圈交接电缆在所述耦合电子器件部分与所述RF线圈阵列组件的交接连接器之间延伸,
其中所述环部分还包括被所述至少三根分布式电容导线包围的芯且其中所述芯由第二介电材料制成,所述至少三根分布式电容导线彼此间隔开。
14.根据权利要求13所述的RF线圈阵列组件,其中所述多个RF线圈可相对于彼此移动。
15.根据权利要求13所述的RF线圈阵列组件,其中每个RF线圈的所述环部分包括由所述介电材料封装并分隔的四根平行导线,所述四根平行导线被布置成正方形构型。
16.根据权利要求13所述的RF线圈阵列组件,其中每个RF线圈的所述环部分包括由所述介电材料封装并分隔的六根平行导线,所述六根平行导线被布置成六边形构型。
17.根据权利要求13所述的RF线圈阵列组件,其中每个RF线圈的所述环部分包括由所述介电材料封装并分隔的至少三根同轴导线。
18.根据权利要求17所述的RF线圈阵列组件,其中所述至少三根同轴导线包括中心导线、围绕所述中心导线的第一屏蔽件和围绕所述第一屏蔽件的第二屏蔽件。
19.根据权利要求17所述的RF线圈阵列组件,其中所述至少三根同轴导线包括围绕芯的内屏蔽件、围绕所述内屏蔽件的第一外屏蔽件和围绕所述第一外屏蔽件的第二外屏蔽件。
20.根据权利要求13所述的RF线圈阵列组件,其中每个RF线圈的所述环部分包括由所述介电材料封装并分隔的至少三条平行平面条带。
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