CN112540331A - 用于浮动电缆陷波器的方法和系统 - Google Patents

Abstract

本发明题为“用于浮动电缆陷波器的方法和系统”。本发明提供了用于电流陷波器的各种方法和系统。在一个示例中，电流陷波器具有：由非导电材料制成的螺旋芯、具有缠绕在螺旋芯周围的多个线匝的盘绕线以及物理地附接到螺旋芯并且电连接到盘绕线以与盘绕线形成谐振电路的一个或多个调谐电容器。

Description

用于浮动电缆陷波器的方法和系统

技术领域

本文所公开的主题的实施方案涉及磁共振成像，并且更具体地讲，涉及用于磁共振成像系统的电流陷波器。

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B₀。人体或人体的一部分暴露于磁场B₀引起组织水中的氢核自旋极化。核由射频信号激发，并且在弛豫至静止能量状态时，能量作为RF信号释放，该RF信号可被转换为图像。

MRI系统利用RF线圈来发射RF激发和/或接收MR信号。已屏蔽线圈接口电缆可用于在RF线圈与MRI系统的处理系统的其他方面之间传输信号。例如，线圈接口电缆可以传输信号以控制RF线圈并且/或者以从RF线圈接收信号。线圈接口电缆可经受电磁场，并且因此，发射器驱动的共模电流可不利地影响线圈调谐、相控阵线圈中线圈与线圈的联接、生成的图像中的不均匀性和/或不可预测的部件加热。

提供高共模阻抗的共模陷波器或平衡-不平衡转换器可用于减少发射器驱动电流的影响。常规地，接地平衡-不平衡转换器可联接到线圈接口电缆以阻挡感应电流。然而，平衡-不平衡转换器与线圈接口电缆的联接可能需要复杂的焊接过程。焊接工艺可将线圈接口电缆中的导体暴露于高温下，从而导致这些导体劣化。

发明内容

在一个实施方案中，电流陷波器包括：由非导电材料制成的螺旋芯、具有缠绕在螺旋芯周围的多个线匝的盘绕线以及物理地附接到螺旋芯并且电连接到盘绕线以与盘绕线形成谐振电路的一个或多个调谐电容器。这样，不需要将电流陷波器组件焊接到线圈接口电缆，并且电流陷波器组件可沿着这些电缆位于任何地方。

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公开，其中以下：

图1是根据本公开的示例性实施方案的MRI系统的框图。

图2是根据本公开的示例性实施方案的可在MRI系统中实现的电流陷波器组件的方框示意图。

图3是根据本公开的示例性实施方案的电流陷波器的透视图，其中电流陷波器的螺旋芯的一部分被移除。

图4是图3的电流陷波器的顶视图。

图5是根据本公开的示例性实施方案的其中螺旋芯的一部分被移除的浮动电流陷波器组件的侧视图，示出了联接到电缆的电流陷波器。

图6是图5的浮动电流陷波器组件的透视图。

图7是根据本发明的示例性实施方案的浮动电流陷波器组件的透视图。

图8是图7的浮动电流陷波器组件的横截面。

图9是根据本公开的示例性实施方案的与螺旋芯组装在一起的盘绕线的透视图。

图10是根据本公开的示例性实施方案的已屏蔽电流陷波器的透视图。

图11是示出根据本公开的示例性实施方案的浮动电流陷波器组件的例程的示例的高级框图。

图12是根据本公开的示例性实施方案的浮动电流陷波器组件的示意性电路图。

图13示出了根据本公开的示例性实施方案的沿着MRI系统的线圈接口电缆重新定位浮动电流陷波器组件的示例。

图14是联接到四根电缆的电流陷波器的详细视图。

图3至图10大致按比例绘制。

具体实施方式

以下描述涉及用于MRI系统的电流陷波器的各种实施方案。具体地，提供了用于MRI系统(诸如，图1所示的MRI系统)的电流陷波器的浮动螺旋构型的系统。在本文中，浮动陷波器可被定义为可通过机械接合并且在不使用将陷波器固定到电缆的附加工艺(诸如焊接)的情况下可移除地联接到MRI系统的电缆的陷波器。此外，与非浮动电流陷波器不同，将浮动陷波器联接到电缆不需要切割电缆，从而允许易于沿着电缆重新配置浮动陷波器的位置。如图2所示，电流陷波器可沿着被配置为接收MR数据的通信电缆布置。电流陷波器可为浮动陷波器，如图3和图4所示。电流陷波器可通过将盘绕线与螺旋芯接合来组装，如图9所示。电流陷波器可被配置为通过围绕螺旋芯缠绕电缆来与MRI系统的电缆接合，如图5和图6所示。如图14所示，电流陷波器可联接到至多四根电缆。图7示出了浮动陷波器组件，图8示出了该组件的横截面。当电流陷波器将邻近患者定位时，可用屏蔽件来进一步覆盖该电流陷波器，如图10所示。图11中示出了用于通过实现浮动陷波器来阻挡沿着MRI系统的电缆的传输感应电流的例程。图12示出了浮动陷波器的电路的示意图，图13示出了浮动陷波器沿着MRI系统的电缆的重新定位。

图3至图10和图14示出了具有各种部件的相对定位的示例性构型。至少在一个示例中，如果被示为彼此直接接触或直接联接，则此类元件可分别被称为直接接触或直接联接。相似地，至少在一个示例中，彼此邻接或相邻的元件可分别彼此邻接或相邻。例如，设置成彼此共面接触的部件可被称为共面接触。又如，在至少一个示例中，被定位成彼此间隔开并且其间仅具有空间而不具有其他部件的元件可被如此描述引用。又如，被示为位于彼此的上面/下面、位于彼此相对侧、或位于彼此的左侧/右侧之间的元件可相对于彼此被如此描述引用。此外，如图所示，在至少一个示例中，元件的最顶部元件或点可被称为部件的“顶部”，并且元件的最底部元件或点可被称为部件的“底部”。如本文所用，顶部/底部、上部/下部、上面/下面可为相对图的竖直轴而言的，并且可用于描述图中元件相对于彼此的定位。由此，在一个示例中，被示为位于其他元件上面的元件被竖直地定位在其他元件上面。又如，图中所示的元件的形状可被称为具有这些形状(例如，诸如为圆形的、平直的、平面的、弯曲的、圆形的、倒角的、成角度的等等)。此外，在至少一个示例中，被示为彼此相交的元件可被称为相交元件或彼此相交。另外，在一个示例中，被示为位于另一个元件内或被示为位于另一个元件外的元件可被如此描述引用。

图1示出了磁共振成像(MRI)装置10，该磁共振成像装置包括静磁场磁铁单元12、梯度线圈单元13、RF线圈单元14、RF体线圈单元15、发送/接收(T/R)开关20、RF驱动器单元22、梯度线圈驱动器单元23、数据获取单元24、控制器单元25、病床26、数据处理单元31、操作控制台单元32和显示单元33。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图像。

静磁场磁体单元12通常包括例如安装在环形真空容器内的环形超导磁铁。磁铁限定了围绕受检者16的圆柱形空间，并且产生恒定的主静磁场。

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中形成梯度磁场，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，每个梯度线圈系统生成梯度磁场(该梯度磁场向彼此垂直的三个空间轴线之一倾斜)，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方向上生成梯度场。

RF线圈单元14被设置为例如包围受检者16的待成像区域。在由静磁场磁体单元12形成静磁场的静磁场空间或成像空间18中，RF线圈单元14可基于来自控制器单元25的控制信号将RF脉冲传输到受检者16。这激发了受检者16中的质子自旋。RF线圈单元14还可以接收当在受检者16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磁共振信号。RF线圈单元14可以使用相同的RF线圈来发射RF激发和接收MR信号。

RF体线圈单元15被设置为例如包围成像空间18，并且在成像空间18内产生RF脉冲以激发核。与可以容易地与MR装置10断开并且用另一个RF线圈单元替换的RF线圈单元14相比，RF体线圈单元15固定地附接并连接到MR装置10。

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可包括栅极调制器(未示出)、RF功率放大器(未示出)和RF振荡器(未示出)。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中生成梯度磁场。梯度线圈驱动器单元23可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)。

数据采集单元24可包括前置放大器(未示出)、相位检测器(未示出)和模拟/数字转换器(未示出)。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。程序当由计算机执行时使得装置的各个部分执行与MRI扫描对应的操作。

操作控制台单元32可包括用户输入设备，诸如键盘和鼠标。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和/或其他信息。显示单元33显示例如扫描参数。显示单元33还显示由数据处理单元31生成的受检者16的MR图像。

在扫描期间，线圈接口电缆(未示出)可用于在RF线圈(例如，RF线圈单元14)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。在一些实施方案中，线圈接口电缆集成到RF线圈单元14中。线圈接口电缆可设置在MRI装置10的孔或成像空间18内，并且经受由MRI装置10产生和使用的电磁场。电缆可经受发射器驱动的共模电流，该共模电流产生场失真和/或不可预测的部件加热。提供高共模阻抗的平衡-不平衡转换器或共模陷波器可用于减少发射器驱动电流的影响。本文进一步描述了此类共模陷波器和共模陷波器组件的各种实施方案。

图2示出了共模陷波器组件200或平衡-不平衡转换器组件200的方框示意图。共模陷波器组件200可被配置为例如用于MRI系统(诸如，上文所述的MRI装置10)的孔。例如，在例示的实施方案中，平衡-不平衡转换器组件200被配置为传输电缆201，该传输电缆被配置为用于在MRI系统的处理单元(或控制器)250与接收线圈260之间传输信号。在一些实施方案中，传输电缆201集成到接收线圈260中并成为其一部分。接收线圈260还包括联接到传输电缆的一个或多个线圈元件，如本领域中已知的。

在例示的实施方案中，传输电缆201(或平衡-不平衡转换器组件200)包括中心导体210和至少一个平衡-不平衡转换器212。例示的实施方案中的中心导体210具有长度204，并且被配置为在MRI系统的MRI接收线圈260与至少一个处理器(例如处理系统250)之间传输信号。中心导体210可包括例如带状导体、线材或同轴电缆束中的一者或多者。

如图2所示，所描绘的平衡-不平衡转换器212沿着中心导体210的长度204的至少一部分延伸。在例示的实施方案中，平衡-不平衡转换器212不沿着整个长度204延伸。然而，在其他实施方案中，平衡-不平衡转换器212可沿着整个长度204或基本上沿着整个长度204延伸。

平衡-不平衡转换器212被配置为对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，平衡-不平衡转换器212提供高共模阻抗。例如，平衡-不平衡转换器212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高阻抗。可以注意到，平衡-不平衡转换器212也可以被本领域的技术人员称为扼流圈。

平衡-不平衡转换器212可被调谐成具有接近MRI系统的操作频率的谐振频率。如本文所用，当谐振频率限定或对应于包括操作频率的频带时，或当谐振频率接近操作频率以提供频上阻断时，或在操作频率下提供阻断阻抗时，平衡-不平衡转换器可被理解为具有接近工作频率的谐振频率。

在常规设计中，平衡-不平衡转换器具有中心开口，中心导体穿过该中心开口，并且平衡-不平衡转换器通常焊接到中心导体。这种焊接工艺可为复杂的并且可将中心导体暴露于高温下。适于RF应用的中心导体可对热敏感，并且焊接中心导体可导致中心导体的劣化。本公开描述了可在没有焊接或任何特殊复杂工艺的情况下安装的平衡-不平衡转换器的具体实施。另外，平衡-不平衡转换器可被移除和重新安装而不会引起任何线材劣化。

图3至图9示出了平衡-不平衡转换器302的示例性实施方案。平衡-不平衡转换器302可以是分别在图3的第一视图300和图4的第二视图400中示出的未联接到任何电缆的电流陷波器302。此外，电流陷波器302可以是未屏蔽电流陷波器。提供了指示y轴、x轴和z轴的一组参考轴301。电流陷波器具有与z轴平行的中心轴线303。

电流陷波器302可以是由以下两个部分形成的大致圆柱形结构：螺旋芯304和盘绕线308。螺旋芯304可由刚性、耐用、非导电(例如，绝缘)材料诸如塑料形成，并且为电流陷波器302提供框架。螺旋芯304的中心管310可沿着中心轴线303沿着螺旋芯304的整个长度312延伸。螺旋芯304的长度312可根据电流陷波器302的应用而不同。例如，电流陷波器302所联接的电缆的直径和长度可影响螺旋芯的长度312。例如，螺旋芯304的长度312可为3.5cm。中心管310的内径314可为例如0.2-0.5cm，而中心管310的外径316可为0.4-0.7cm。内径314和外径316沿着螺旋芯304的长度312可以是均匀的。另选地，如图8中的横截面800所示，内径314可在塑料件模具的中心管310的第一端部802和第二端部806之间逐渐变窄。然而，在其他实施方案中，内径314可在第一端部802和第二端部806之间保持均匀。

螺旋肋状件318可设置在中心管310的外表面处，该螺旋肋状件从中心轴线303径向向外突出。螺旋肋状件318可在盘绕线308的每个线匝之间提供绝缘，其中每个线匝是围绕中心轴线303的360度完整旋转。换句话讲，盘绕线308的每个线匝通过螺旋肋状件318与相邻线匝间隔开，从而使每个线匝电绝缘。螺旋芯304可通过例如注塑制成，使得螺旋肋状件318和中心管310被制成一体件。螺旋肋状件318可具有梯形横截面，例如，当横截面沿着y-z平面截取时，如图4所示。其中，在螺旋肋状件318的基部404处沿着z轴限定的螺旋肋状件318的宽度402大于在螺旋肋状件318的外边缘或顶端408处螺旋肋状件318的宽度406。

螺旋肋状件318的高度410可等于或大于盘绕线308的直径322加上联接到电流陷波器302的每根电缆的直径的总和。例如，如图8所示，高度410等于或大于盘绕线的直径322、第一电缆716a的直径和第二电缆716b的直径的总和。螺旋肋状件318远离中心管310径向向外突出，并且围绕中心管310盘绕以形成多个层320。多个层320彼此相连，但在图4的剖视图中单独可见。

螺旋肋状件318的高度410沿着螺旋芯304的长度312保持基本上均匀。因此，多个层320中的每个层在形状和尺寸上类似。螺旋肋状件318的均匀高度导致了螺旋芯304的圆柱形外部几何形状。如图4所示，多个层320沿着螺旋芯304的长度312均匀地间隔开。在每个层的基部404处的多个层320中的每个层之间的距离可为螺旋肋状件318的螺距412。螺距412可类似于、窄于或宽于在螺旋肋状件318的基座404处螺旋肋状件318的宽度402。

螺旋肋状件318的螺距412可被配置为容纳盘绕线308的缠绕，使得盘绕线308在多个层320中的每个层的基部404处插入在多个层320中的每个层之间。因此，螺旋肋状件318的螺距412可类似于或大于盘绕线308的直径322(在图3中示出)。螺旋肋状件318的螺距412可根据盘绕线308的厚度而不同。例如，如果要将较厚的盘绕线308插入到螺旋芯304中，则可使螺旋肋状件318的螺距412较大。相反地，如果要插入较薄的盘绕线308，则可使螺距412较小。如果需要特定螺距和特定数量的多个层320，则螺旋芯304的长度312也可改变。此外，如图4所示，螺旋角α指示螺旋肋状件318相对于y轴螺旋的角度。

盘绕线308沿着螺旋肋状件318缠绕在中心管310周围。在一些实施方案中，盘绕线308包括第一直区段324和第二区直段326，以及定位在第一直区段324和第二直区段326之间并盘绕螺旋芯304的中心管310的中心部分328。在一些实施方案中，盘绕线308仅包括中心部分328，该中心部分形成电感器并且使得电流陷波器302能够通过电磁感应与线圈接口电缆相互作用。当屏蔽电流流过线圈接口电缆时，盘绕线308的中心部分328生成电磁场，该电磁场经由电流陷波器302的谐振电路来阻碍该屏蔽电流，如下文进一步描述的。盘绕线308可以是由任何适当的导电材料(诸如，铜、铝等)而非铁磁材料制成的导体。

如图4所示，中心部分328的长度416可类似于或短于螺旋芯304的长度312。中心部分328可具有等于或小于螺旋芯304的多个层320之间的空间418的数量的线匝数量。在图4中，中心部分328具有六个线匝，对应于多个层320之间的六个空间418。然而，已设想盘绕线308的中心部分328和多个层320之间的空间418的其他数量的线匝，诸如4个、7个、8个等。

如上所述，盘绕线308的中心部分328与螺旋芯304的中心管310接触并且环绕在该中心管周围。中心部分328具有螺旋构型，并且中心部分328的每个线匝沿着相对于y轴的均匀角度围绕螺旋芯304的中心管310盘绕，该角度可等于或接近螺旋角α。

图9示出了联接到螺旋芯304的盘绕线308。可通过在箭头904所示的旋转方向上转动盘绕线308来将中心部分328馈送到多个层320之间的空间418中。盘绕线308可旋转，直到中心部分328的所有线匝接合在空间418中。盘绕线308与螺旋芯304的接合迫使盘绕线308的线匝以螺旋芯304的螺距412间隔开。

电流陷波器302还可包括一个或多个调谐电容器，该一个或多个调谐电容器与用作电路中的电感器的盘绕线308形成谐振电路。印刷电路板(PCB)702可承载调谐电容器，如透视图700和沿着图7的线A-A'截取的图8的横截面图800所示。PCB 702可承载一组调谐电容器704，每个调谐电容器与其他调谐电容器704间隔开并且布置在PCB 702的面向外的表面(例如，PCB 702的背离电流陷波器302的螺旋芯304的表面)上。在电流陷波器组件703联接到线圈接口电缆之前，可通过将探头联接到PCB 702来调谐电流陷波器302，以调节阻抗来阻挡目标频率，诸如127.7MHz。换句话讲，电流陷波器组件703可在制造期间预调谐并作为已调谐的即用型设备提供给用户。

PCB 702可通过粘合剂联接到螺旋芯304的中心管310的第一端部802(如图8所示)。应当理解，PCB 702可类似地联接到螺旋芯304的中心管310的第二端部806，而不影响该组调谐电容器704的调谐容量。PCB 702可包括狭槽706，如图7所示，该狭槽从PCB 702的外边缘705朝向中心轴线303延伸并且终止于设置在PCB 702的外边缘705与中心轴线303之间的圆形端部710处。狭槽的圆形端部710可沿着z轴与盘绕线308的第一区段324对准，从而允许盘绕线308的第一区段324延伸穿过圆形端部710。圆形端部710可衬有导电材料，诸如铜垫圈，并且用作该组电容器704的第一电连接端部。在一些实施方案中，使圆形端部710经由焊接与盘绕线308的第一区段324接触，以在一个端部处将PCB 702的该组调谐电容器704电联接到盘绕线308。

如图8所示，PCB 702还可具有与中心轴线303对准并且完全延伸穿过PCB 702的厚度的中心孔718，其中该厚度沿着z轴限定。总线用作该组电容器704的第二电连接端部，并且穿过PCB 702的中心孔718。总线继续从第一端部802穿过中心管310一直到达第二端部806，并且经由焊接与盘绕线308的第二区段326接触，以在另一个端部处将PCB 702的该组调谐电容器704电联接到盘绕线308。

PCB 702可被配置为如图7和图8所示的圆盘。可将多种导电轨迹、垫和其他特征蚀刻到铜的层压片中，并且可将电子部件诸如该组调谐电容器704焊接到PCB 702上。该组调谐电容器704可彼此间隔开。在一些实施方案中，通过将盘绕线308的两个端部分别连接到电容器组704的两个端部来将由盘绕线308形成的电感器连接到该组电容器704，如上所述。

一根或多根电缆可缠绕在螺旋芯304周围并且堆叠在盘绕线308的顶部上以形成浮动陷波器组件。图7和图8示出了缠绕在螺旋芯304周围并且堆叠在盘绕线308的顶部上的两根电缆716。图12示出了该浮动陷波器组件的等效电路图。电感器1206(例如，盘绕线308的中心部分328)和调谐电容器704形成谐振电路。电缆1202和1204(例如，MRI系统中的线圈接口电缆)经由电磁相互作用联接到电感器1206。谐振电路具有高阻抗以屏蔽电缆1202和1204中生成的电流，并且可通过与电缆1202和1204的电磁联接来减小屏蔽电流。

电缆716可以是线圈接口电缆，这些电缆围绕螺旋肋状件318的第一端部707弯曲并且延伸穿过狭槽706，如图6至图8所示。每根电缆716可包括屏蔽件。屏蔽件可以是由材料诸如编织的金属股线、螺旋缠绕的金属带、导电聚合物等形成的公共导电层，该公共导电层周向围绕电缆716中的每根电缆。这样，屏蔽件包封电缆716中的每根电缆的一个或多个绝缘导体，例如线材。用屏蔽件实现电缆716中的每根电缆可降低电噪声，该电噪声原本可使由电缆716传输的电信号劣化。屏蔽件还可减少可引起与其他电子设备的电磁干扰的电磁辐射。

屏蔽件的导电性质可导致电缆716上生成屏蔽电流的可能性增大，这可导致电缆716的局部加热、MRI图像的失真，并且不利地影响线圈调谐。因此，为MRI系统配备至少一个浮动陷波器组件703可避免上述问题。

PCB 702与电流陷波器302的联接允许浮动陷波器组件703被调谐离开MRI系统并且独立于MRI系统。因此，可通过排除耗时的调谐过程来加速浮动陷波器组件703的使用。调谐过程可在浮动陷波器组件703的制造期间执行，其中可调节该组调谐电容器704以提供浮动陷波器组件703的阻抗，该阻抗阻挡由电缆716承载的屏蔽电流的谐振频率。另选地，浮动陷波器组件703可被配置为阻挡一定范围的频率，以使得浮动陷波器组件703能够在具有要阻碍的变化的谐振频率的多个系统之间使用。

电缆716可通过螺旋芯304的多个层320之间的空间418(图4所示的空间418)缠绕在电流陷波器302的螺旋芯304周围。电缆716可被布置成使得电缆716在空间418中的每个空间内沿着y轴堆叠。在图5、图6和图8中详细示出了电缆716的堆叠。分别在图5的侧视图500和图6的透视图600中示出了联接到电缆716的电流陷波器302。类似于图3至图4，为清楚起见，移除了螺旋芯304的螺旋肋状件318的区段(例如，由图3中的托架306所示)。在其他示例中，电缆716的直径可类似于盘绕线308的直径322，或者可具有不同于盘绕线308或彼此不同的直径。

当联接到螺旋芯304时，电缆716的构型可类似于盘绕线308的构型。未联接到螺旋芯304的电缆716的第一区域502和第二区域504可沿着z轴远离螺旋芯304延伸。电缆716可遵循与盘绕线308类似的几何形状，该盘绕线沿着螺旋角α穿过多个层320之间的空间418环绕在盘绕线308的中心部分328周围，如图4所示，并且在第一区域502和第二区域504处沿着相反方向远离螺旋芯304延伸。

沿着螺旋芯304的电缆716和盘绕线308的堆叠在图8的横截面800中进一步示出。电缆716包括第一电缆716a和第二电缆716b，如第一虚线区域816所示。第一电缆716a被定位成与盘绕线308直接相邻，在盘绕线308和第二电缆716b之间，如图6中的电缆716的第一区域502和第二区域504所示。换句话讲，在第一电缆716a和盘绕线308之间沿着盘绕线308的整个长度没有设置其他电缆或物体。

当电缆716缠绕穿过螺旋芯304时，如图8所示，第一电缆716a的相对定位被保持为沿着螺旋芯304的长度312与盘绕线308接触。在图8的第一虚线区域816中，盘绕线308和电缆716沿着y轴(例如，沿着垂直于中心轴线303的径向方向)堆叠，其中第一电缆716a在盘绕线308的顶部上并且第二电缆716b在第一电缆716a的顶部上。虽然盘绕线308和电缆716的堆叠可相对于y轴成角度，例如沿循如图4所示的螺旋角α，但盘绕线308和电缆716在沿着螺旋芯304的任何点处不与中心轴线303平行对准。

第二虚线区域818示出了盘绕线308和电缆716在螺旋芯304与第一虚线区域816相对的侧中的布置。第一电缆716a沿着y轴定位在盘绕线308的正下方，并且第二电缆716b定位在第一电缆716a的正下方。因此，第一电缆716a和第二电缆716b的相对定位被保持为沿着螺旋芯304并且围绕螺旋芯304。

螺旋芯304的多个层320之间的空间418的尺寸可被配置为容纳不同于盘绕线308的直径322的电缆直径。螺旋肋状件318的螺距412可类似于盘绕线308的直径322。空间418的宽度可沿着y轴朝向螺旋肋状件318的顶端408(其也是多个层320的顶部408)增加，使得在空间418的顶部408处空间418的宽度820宽于螺旋芯304的螺距412。空间418在远离中心轴线303的径向方向上的宽度增加使得电缆716中的每根电缆的直径822(其可大于盘绕线308的直径322)能够适配在空间418内。然而，空间418的宽度820被保持为小于电缆716的直径822的两倍，使得电缆可不移位。

螺旋肋状件318的高度410可等于或大于盘绕线308的直径322和电缆716的直径822的总和。此外，可改变高度410以容纳比图5至图7所示更多的电缆716。电流陷波器302可被配置为联接到至多四根电缆716，电缆716沿着垂直于中心轴线303的径向方向以类似于第一电缆716a和第二电缆716b的方式堆叠，如图8所示。图14中示出了联接到四根电缆的电流陷波器的示例。

图14示出了具有螺旋芯1404的电流陷波器1402的区段的详细视图1400，该螺旋芯类似地被配置为图3至图9所示的螺旋芯304。螺旋芯1404的相邻螺纹1408之间的空间1406接纳盘绕线1410和四根电缆1412。电缆1412相对于y轴堆叠在盘绕线1410的顶部上并且堆叠在彼此的顶部上。

浮动陷波器组件703可具有优于常规平衡-不平衡转换器(例如，非浮动的平衡-不平衡转换器)的若干优点。MRI系统的线圈接口电缆可以在不切割电缆的情况下环绕在浮动陷波器组件的螺旋芯周围。因此，不需要将浮动陷波器组件焊接到电缆，从而减少了电缆暴露于高温下的风险。由于浮动陷波器组件是不锚定到任何其他结构的便携式单元，浮动陷波器组件可以在不切割电缆的情况下沿着电缆定位在任何位置，并且因此可沿着电缆被置于方便位置中，这些方便位置允许浮动陷波器组件易于接近。

图13中的示意图1300中示出了可如何沿着至少一个线圈接口电缆重新配置浮动陷波器组件的示例。电流陷波器1302可联接到在MRI系统的处理单元1306和接收线圈1308之间延伸的电缆1304。电流陷波器1302可布置在第一位置1310处，从而比接收线圈1308更靠近处理单元1306，并且通过围绕电流陷波器1302的盘绕线的顶部上的浮动陷波器组件1302的螺旋芯缠绕电缆1304来连接到电缆1304。

通过从电流陷波器1302的螺旋芯退绕电缆1304并且沿着电缆移动电流陷波器1302，浮动陷波器组件可沿着电缆1304重新定位到第二位置1312，从而更靠近接收线圈1308。可通过围绕电流陷波器1302的螺旋芯缠绕电缆1304来将电流陷波器1302联接到电缆1304。此外，浮动陷波器组件可易于沿着处理单元1306和接收线圈1308之间的电缆1304重新定位到任何点。

参见图10，以透视图1000示出了已屏蔽电流陷波器1002。类似于图3至图4所示的未屏蔽电流陷波器，已屏蔽电流陷波器1002可具有联接到总线1014的盘绕线1004，该总线用作调谐电容器的电连接端部。另外，已屏蔽电流陷波器1002可被配置为浮动电流陷波器。应当理解，虽然图10的总线1014为简明起见未在图3至图9中示出，但总线1014可类似地联接到图3至图9的电流陷波器302。

除了未屏蔽电流陷波器的部件之外，已屏蔽电流陷波器1002还包括包封电缆1018的屏蔽件1020。屏蔽件1020是包封螺旋芯、盘绕线和电缆的中空圆柱体。屏蔽件1020可由电磁绝缘材料诸如涂覆有铜带外层的塑料形成。此外，屏蔽件1020可被设置作为电磁绝缘材料的片材，该电磁绝缘材料具有用于将该片材的平行边缘彼此联接的机构。这样，电缆1018可首先盘绕螺旋芯，然后屏蔽件1020可环绕在螺旋芯周围并且通过将屏蔽件1020的平行边缘彼此紧固而将该屏蔽件保持为围绕螺旋芯的圆柱形几何形状。用屏蔽件1020实现屏蔽电流陷波器1002可减少患者暴露于电磁辐射的风险。

图11是根据本公开的实施方案的示出示例性方法1100的高级框图，该方法用于通过将中心导体联接到浮动陷波器组件(诸如，图7和图8的浮动陷波器组件703)来阻挡一个或多个中心导体(例如，线圈接口电缆)上的传输感应电流。在与中心导体接合之前，可经由联接到浮动陷波器组件的印刷电路板的调谐电容器将浮动陷波器组件调谐到等于或接近MRI系统的操作频率的谐振频率。一个或多个中心导体可连续地环绕在浮动陷波器组件周围，如图5至图8所示。

方法1100在1102处开始。在1102处，在MRI系统的体线圈处生成的RF能量被传输到中心导体。在1104处，信号传输生成沿着中心导体的屏蔽件承载的屏蔽电流。在1106处，浮动陷波器组件陷波中心导体处的RF电流。例如，其中谐振频率被预先设置(例如，调谐)为MRI系统的操作频率的浮动陷波器组件的高阻抗减小屏蔽电流。

本公开的技术效果可包括MRI系统的由于传输电缆和线圈元件之间的相互作用减小而改善的性能。本公开的另一技术效果可包括通过单个浮动陷波器实现浮动陷波器组件的期望阻抗。本公开的又一个技术效果可包括将浮动陷波器组件沿着传输电缆定位在任何位置。本公开的又一个技术效果可包括降低线圈表面相对于MRI系统的馈电板的温度。

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装置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)

1.一种电流陷波器，所述电流陷波器包括：

螺旋芯，所述螺旋芯由非导电材料制成；

盘绕线，所述盘绕线具有缠绕在所述螺旋芯周围的多个线匝；和

一个或多个调谐电容器，所述一个或多个调谐电容器物理地附接到所述螺旋芯并且电连接到所述盘绕线以与所述盘绕线形成谐振电路。

2.根据权利要求1所述的电流陷波器，其中所述螺旋芯包括中心管和从所述中心管突出的螺旋肋状件，所述螺旋肋状件形成多个空间，所述多个空间各自用于接纳所述盘绕线的所述多个线匝中的一个线匝。

3.根据权利要求2所述的电流陷波器，还包括附接到所述螺旋芯的印刷电路板(PCB)，其中所述一个或多个调谐电容器由所述PCB承载。

4.根据权利要求3所述的电流陷波器，其中所述PCB通过粘合剂固定到所述螺旋芯。

5.根据权利要求3所述的电流陷波器，其中用于所述一个或多个调谐电容器的第一电连接端部形成在所述PCB上并且电连接到所述盘绕线的第一端部。

6.根据权利要求5所述的电流陷波器，其中用于所述一个或多个调谐电容器的第二电连接端部是总线，所述总线穿过所述中心管并且电连接到所述盘绕线的第二端部。

7.根据权利要求1所述的电流陷波器，其中所述螺旋芯由塑料制成。

8.根据权利要求1所述的电流陷波器，其中所述盘绕线由非铁磁导电材料制成。

9.一种浮动电流陷波器组件，所述浮动电流陷波器组件包括：

电流陷波器，所述电流陷波器包括：

螺旋芯，所述螺旋芯由非导电材料制成；

盘绕线，所述盘绕线具有缠绕在所述螺旋芯周围的多个线匝；和

一个或多个调谐电容器，所述一个或多个调谐电容器电连接到所述盘绕线以与所述盘绕线形成谐振电路；和

一根或多根电缆，所述一根或多根电缆缠绕在所述螺旋芯周围并且堆叠在所述盘绕线上，其中所述谐振电路对于由所述一根或多根电缆承载的共模电流具有高阻抗。

10.根据权利要求9所述的浮动电流陷波器组件，其中所述一根或多根电缆通过电磁联接联接到所述盘绕线。

11.根据权利要求9所述的浮动电流陷波器组件，其中所述电流陷波器相对于所述一根或多根电缆的位置是可重新配置的。

12.根据权利要求11所述的浮动电流陷波器组件，其中通过在第一位置处从所述螺旋芯退绕所述一根或多根电缆并且在第二位置处将所述一根或多根电缆重新缠绕在所述螺旋芯上来重新配置所述电流陷波器的所述位置。

13.根据权利要求9所述的浮动电流陷波器组件，其中所述螺旋芯包括中心管和从所述中心管突出的螺旋肋状件，所述螺旋肋状件形成多个空间，所述多个空间各自用于接纳所述盘绕线的所述多个线匝中的一个线匝和所述一根或多根电缆。

14.根据权利要求13所述的浮动电流陷波器组件，还包括附接到所述螺旋芯的印刷电路板(PCB)，其中所述一个或多个调谐电容器由所述PCB承载。

15.根据权利要求14所述的浮动电流陷波器组件，其中用于所述一个或多个调谐电容器的第一电连接端部形成在所述PCB上并且电连接到所述盘绕线的第一端部，其中用于所述一个或多个调谐电容器的第二电连接端部是穿过所述中心管并且电连接到所述盘绕线的第二端部的总线。

16.一种用于磁共振成像(MRI)的射频(RF)线圈单元，所述RF线圈单元包括：

一个或多个RF线圈元件；

线圈接口电缆，所述线圈接口电缆电联接到所述一个或多个RF线圈元件；和

电流陷波器，所述电流陷波器包括：

螺旋芯，所述螺旋芯由非导电材料制成；

盘绕线，所述盘绕线具有缠绕在所述螺旋芯周围的多个线匝；和

一个或多个调谐电容器，所述一个或多个调谐电容器电连接到所述盘绕线以与所述盘绕线形成谐振电路，

其中所述线圈接口电缆缠绕在所述螺旋芯周围并且堆叠在所述盘绕线上。

17.根据权利要求16所述的RF线圈单元，其中所述盘绕线由非铁磁导电材料制成。

18.根据权利要求16所述的RF线圈单元，其中所述线圈接口电缆通过电磁联接联接到所述盘绕线，并且其中所述谐振电路对由所述线圈接口电缆承载的共模电流提供高阻抗。

19.根据权利要求16所述的RF线圈单元，其中所述电流陷波器相对于所述线圈接口电缆的位置是可重新配置的。

20.根据权利要求19所述的RF线圈单元，其中通过在第一位置处从所述螺旋芯退绕所述线圈接口电缆并且在第二位置处将所述线圈接口电缆重新缠绕在所述螺旋芯上来重新配置所述电流陷波器的所述位置。

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