CN115735129A - 磁共振线圈阵列和自补偿射频扼流圈 - Google Patents

Abstract

本发明涉及磁共振系统的磁共振线圈阵列(30)，磁共振系统具有由自补偿射频扼流圈(10)实现的分布式电缆敷设。磁共振线圈阵列(30)包括多个磁共振接收线圈(32)、输入‑输出单元(34)和将磁共振接收盘管(32)与输入‑输出单元34互连的多根同轴电缆(14)。同轴电缆(14)包括自补偿射频扼流圈(10)。自补偿射频扼流圈(10)允许替换在常规的磁共振线圈阵列中使用的常规的大体积共振射频陷波器，并且允许实施分布式电缆敷设。自补偿射频扼流圈(10)包括具有环形外形的扼流圈壳体(12)以及同轴电缆(14)，其中，同轴电缆(12)以自补偿绕线模式缠绕扼流圈壳体(12)。自补偿绕线模式为磁共振系统的B₁激励场提供补偿，并且不需要自补偿射频扼流圈(10)与B₁激励场共振。

Description

磁共振线圈阵列和自补偿射频扼流圈

技术领域

本发明涉及磁共振(MR)领域，并且特别涉及具有由自补偿射频扼流圈实现的分布式电缆敷设的磁共振线圈阵列。

背景技术

对于磁共振(MR)系统，特别是对于磁共振成像(MRI)系统，正在不断努力增加所使用的射频(RF)接收线圈的数量，以便提高图像采集的速度。在磁共振线圈阵列中具有多达64个RF接收线圈的情况并不罕见。RF接收线圈通常通过同轴电缆连接到RF接收器，该RF接收器对接收到的RF信号进行采样和数字化。由于RF通道数量的增加，MRI系统设计者在减少RF接收线圈所使用的部件和子组件的尺寸方面承受着持续的压力。

WO 2018/077679 A1提供了一种平衡-不平衡转换器，其适合与微型同轴电缆一起使用并且不需要为了安装平衡-不平衡转换器而切割电缆。从RF接收线圈延伸到RF接收器的每根同轴电缆的部分多次缠绕设备以形成电感器。

美国专利申请US 2012/0079944涉及一种用于多共振MRI系统的布线布置。公开了一种合适的谐振电路实施例，其包括限定其耦合到的电缆的阻抗的环形线圈导体。

发明内容

磁共振成像(MRI)是一种基于核磁共振原理(即，具有非零自旋的原子核具有磁矩)的成像技术。在医学MRI中，具有非零自旋的原子核通常是氢原子核，它存在于人体或动物体内。形成B₁激励场的射频(RF)波在外部磁场中指向原子核，从而引起质子激励和随后的质子弛豫过程。质子弛豫引起原子核发射RF信号，这些RF信号能够被检测到并且被处理以形成图像。

典型的MRI系统通常包括产生强静态磁场的磁体(例如，超导电磁体)、在静态磁场中产生线性变化的梯度线圈、产生B₁激励场的RF发射线圈，以及检测由弛豫的原子核发射的磁共振RF信号的RF接收线圈。通常，在MRI系统中使用同轴电缆来控制线圈内的RF信号的传输。同轴电缆具有通过电介质材料彼此分离的外屏蔽和内导体。外屏蔽的目的是保护内导体而使其不拾取不期望的频率。

然而，同轴电缆外部的源能够在外屏蔽中感应出非预期的电流并因此生成非预期的磁场，这会不利地影响RF接收线圈阵列的信噪比。出于这个原因，在MRI系统中，将RF陷波器(例如，平衡-不平衡扼流圈或RF扼流圈)与同轴电缆一起使用。

通常，在MRI系统中使用多个RF接收线圈来形成接收线圈阵列。传统的RF接收线圈和RF接收线圈阵列往往是大体积的和/或刚性的，并且被配置为分别相对于线圈阵列中的其他RF接收线圈以及相对于成像对象保持在固定位置处。笨重和缺乏柔性的状况常常妨碍RF接收线圈与成像对象的期望解剖结构最有效地耦合，并且往往使成像过程对成像对象来说不舒服。

通过增加线圈阵列中的RF接收线圈的数量，能够减少图像采集的时间。然而，RF接收线圈数量的增加要求与RF接收线圈一起使用的部件(即，RF电缆、RF陷波器(例如，RF扼流圈)、前置放大器，以及印刷电路板(PCB))小型化。随着使RF接收线圈阵列小型化的目标，与传统的RF接收线圈相比，RF接收线圈与电子器件更靠近成像对象，使得接收线圈和线圈电子器件的外形、尺寸和重量对于成像对象的体验和操作者的处理体验更加重要。然而，由于医院中的MRI系统的恶劣环境，RF接收线圈和部件仍然需要鲁棒的设计，使得系统能够经受日常的临床常规工作。

因此，本发明的一个目的是提供改善成像对象和操作者体验的鲁棒且柔性的RF接收线圈阵列。本发明的另外的目的是提供允许实现鲁棒且轻薄柔性的RF接收线圈阵列的RF扼流圈。

根据本发明，该目的由独立权利要求的主题来解决。在从属权利要求中描述了本发明的优选实施例。

因此，根据本发明，提供了一种用于磁共振系统的射频扼流圈，所述射频扼流圈包括具有环形外形的扼流圈壳体以及同轴电缆，其中，所述同轴电缆具有第一端和第二端并且被配置为承载具有B₁激励场的所述磁共振系统的磁共振射频信号，其中，所述同轴电缆在所述第一端与所述第二端之间的部分以自补偿绕线模式缠绕所述扼流圈壳体，使得所述射频扼流圈补偿所述B₁激励场，并且其中，所述自补偿绕线模式包括第一绕线模式(20)和反向绕线模式(22)，所述第一绕线模式具有围绕所述环形外形的绕转(revolution)表面的绕线，所述反向绕线模式具有围绕绕转轴线(24)并沿着所述环形外形的外周的至少一个绕线。

此外，根据本发明，提供了一种用于具有B₁激励场的磁共振系统的磁共振线圈阵列，所述磁共振线圈阵列包括：多个磁共振接收线圈，其中，所述磁共振接收线圈被配置为输出磁共振射频信号；输入-输出单元，其中，所述输入-输出单元被配置为接收所述磁共振射频信号，以及多根同轴电缆，其将所述磁共振接收线圈与所述输入-输出单元互连，其中，所述同轴电缆被配置为承载所述磁共振射频信号并且包括上述射频扼流圈。

本发明的基本思想是使用具有自补偿绕线模式的RF扼流圈(也被称为自补偿RF扼流圈)。自补偿绕线模式为MRI系统的B₁激励场提供了补偿，并且消除了与局部附近线圈的耦合。优选地，自补偿绕线模式负责自补偿RF扼流圈作为理想电感器的行为。由于自补偿绕线模式的杂散电容，自补偿RF扼流圈在自谐振频率下自谐振。通常，电感器的自谐振频率是电感器的杂散电容与电感器的理想电感发生谐振而产生非常高的阻抗时的频率。因此，自补偿RF扼流圈的自谐振有助于增大自补偿RF扼流圈的阻抗。自补偿RF扼流圈的自谐振频率优选取决于扼流圈壳体的特定几何形状、自补偿绕线模式和同轴电缆的直径。即使自谐振频率不在与MRI系统的B₁激励场的频率相同的频率处或者不接近MRI系统的B₁激励场的频率，自补偿RF扼流圈仍然能够提供高阻抗。因此，MRI系统的信噪比得到提高，而无需如常规的共振RF陷波器所必需的那样将RF扼流圈设计为具有与B₁激励场相等或接近的共振频率。此外，常规的共振RF陷波器需要额外的电容器来实现具有高阻抗的共振陷波器，因为自感率低。

关于磁共振接收线圈阵列，自补偿RF扼流圈允许替换在常规的接收线圈阵列中使用的常规的大体积共振RF陷波器，并因此允许实施分布式电缆敷设，其中，优选地，每个磁共振接收圈通过包括自补偿RF扼流圈的同轴电缆连接到输入-输出单元。与常规的电缆敷设(其中同轴电缆沿着鱼骨结构敷设，并且其中同轴电缆的并行敷设导致厚且非柔性的电缆束和大的RF陷波器)不同，本发明的分布式电缆敷设是柔性的。换句话说，将每个磁共振接收线圈与输入-输出单元互连的同轴电缆没有刚性的预定义结构，但是优选地，电缆敷设是柔性的，并因此能特定情形进行调整。

自补偿RF扼流圈包括具有环形外形的扼流圈壳体。在数学上，环形是通过绕与二维物体共面的绕转轴线在三维空间中绕转二维物体所生成的三维物体(例如，圆形、矩形或正方形)，其中，绕转轴线不接触二维物体。换句话说，环形是类似于甜甜圈的在中间有一个圆孔的三维物体。绕转轴线穿过圆孔中间。自补偿RF扼流圈的扼流圈壳体具有环形外形，这意味着扼流圈壳体的形状基本上是环形的。然而，可以允许与上述数学定义存在小偏差，例如，扼流圈壳体可以包括诸如孔或凹槽之类的额外特征，使得扼流圈壳体本身可以不是旋转对称的。也可能是以下情况：扼流圈壳体具有环形多面体的外形，其通过若干多边形面近似于环形的外形。

优选地，形成扼流圈壳体的环形外形的二维物体是矩形的，更优选地是具有圆角的矩形。甚至更优选地，矩形的长边平行于环形外形的绕转轴线。

自补偿RF扼流圈还包括具有第一端和第二端的同轴电缆。优选地，同轴电缆具有通过电介质材料彼此分离的外屏蔽和内导体。通常，同轴电缆用在MRI系统中以用于RF信号的受控传输，因为外部屏蔽的目的是保护内部导体而使其不拾取不期望的频率。同轴电缆有两端——第一端和第二端。优选地，同轴电缆被配置为将磁共振系统的磁共振RF信号从同轴电缆的第一端传送到同轴电缆的第二端。同轴电缆在第一端与第二端之间的部分以自补偿绕线模式缠绕扼流圈壳体。缠绕扼流圈壳体优选意味着同轴电缆沿着扼流圈壳体的环形外形进行缠绕。自补偿绕线模式中的同轴电缆的缠绕优选考虑自补偿RF扼流圈的特性，即，自补偿RF扼流圈补偿B₁激励场，而不需要与B₁激励场共振。

自补偿RF扼流圈适合用于磁共振系统，尤其是磁共振成像系统。自补偿RF扼流圈可以优选用在磁共振线圈阵列中。自补偿RF扼流圈的另外的优选应用是在磁共振成像系统中的有源或无源传感器中，包括但不限于辐射传感器、超声传感器、光学传感器和/或雷达传感器。

关于自补偿RF扼流圈的自补偿绕线模式并且根据本发明的优选实施例，自补偿绕线模式包括具有围绕环形外形的绕转表面的绕线的第一绕线模式，以及具有围绕绕转轴线并沿着环形外形的外周的至少一个绕线的反向绕线模式。第一绕线模式包括围绕环形外形的绕转表面的绕线。换句话说，这意味着同轴电缆沿着绕转表面进行缠绕，使得第一绕线模式的绕线在它们的形状方面基本上对应于用于生成环形外形的二维物体的形状。优选地，通过以下操作来生成第一绕线模式：在第一方向上沿着绕转轴线引导同轴电缆穿过环形外形的圆孔，然后向外并远离绕转轴线并朝向环形外形的外周引导同轴电缆，然后平行于绕转轴线但在与第一方向相反的方向上引导同轴电缆，然后朝向绕转轴线引导同轴电缆以开始引导流程遍及各处。以这种方式，形成了沿着绕转表面的螺旋，该螺旋构成了第一绕线模式。优选地，第一绕线模式的各匝之间的间距是恒定的，并且进一步优选地，第一绕线模式是沿着扼流圈壳体均匀分布的。这有助于在自补偿RF扼流圈的整个扼流圈功能中保持恒定的特性阻抗。

自补偿绕线模式还包括具有围绕绕转轴线并沿着环形外形的外周的至少一个绕线的反向绕线模式。换句话说，反向绕线模式具有圆形的外形。优选地，反向绕线模式被布置在第一绕线模式内，换句话说，第一绕线模式的螺旋优选是围绕反向绕线模式形成的。优选地，反向绕线模式提供了B₁激励场补偿。更优选地，自补偿RF扼流圈为同轴电缆的屏蔽提供了>20dB的隔离。

根据本发明的优选实施例，并且为了促进第一绕线模式中的恒定间距并且为了实现明确限定的反向绕线模式，所述扼流圈壳体包括第一切口结构和第二切口结构，其中，所述第一切口结构包括用于引导所述自补偿绕线模式的所述第一绕线模式的多个切口，其中，每个切口位于包括所述环形外形的所述绕转轴线的平面中，其中，所述第二切口结构包括用于引导所述自补偿绕线模式的所述反向绕线模式的另外的切口，其中，所述另外的切口位于垂直于所述环形外形的所述绕转轴线并沿着所述环形外形的所述外周的平面中。换句话说，扼流圈壳体不具有平坦表面，而是包括呈引导同轴电缆的凹槽的形式的切口。

为了引导同轴电缆形成第一绕线模式，扼流圈壳体包括具有多个切口的第一切口结构。第一切口结构的切口中的每个切口位于包括绕转轴线的平面中。第一切口结构的每个切口在扼流圈壳体的表面上的路线可以对应于用于生成环形外形的二维物体的外部形状的部分。例如，如果环形外形是通过围绕绕转轴线绕转矩形而生成的(其中，矩形的较长边平行于绕转轴线)，则切口的路线可以对应于矩形的边的部分。例如，表面上的切口路线可以对应于矩形的两条较长边、矩形的两条较短边或者矩形的较长边和较短边在矩形的拐角处连接的部分。优选地，第一切口结构的多个切口彼此均匀地间隔开，并且进一步优选地均匀分布在扼流圈壳体上。

为了引导同轴电缆形成反向绕线模式，扼流圈壳体包括具有另外的切口的第二切口结构。另外的切口位于垂直于绕转轴线并沿着环形外形的外周的平面中。换句话说，另外的切口具有圆形的外形。在通过围绕绕转轴线绕转矩形(其中，矩形的一条边平行于绕转轴线)来生成环形外形的情况下，另外的切口优选位于矩形的这条边的一半高度处。

根据本发明的另一优选实施例，所述扼流圈壳体包括开放切口和/或圆形中空开口。如已经提到的，为了形成第一绕线模式，需要引导同轴电缆穿过环形外形的圆孔，随后在重复该过程之前进行若干次方向改变，因此使得同轴电缆的绕线相当麻烦。在扼流圈壳体中提供开口简化了绕线过程，因为为了形成第一绕线模式，能够省去对方向的改变。开放切口优选位于包括绕转轴线的平面内。因此，扼流圈壳体中的开放切口使得能够使用围绕扼流圈壳体自动缠绕同轴电缆的绕线机。作为开放切口的替代方案或补充方案，扼流圈壳体可以包括圆形中空开口。当通过3D印刷和/或增材制造工艺生产自补偿RF扼流圈时，这是特别有利的。

根据本发明的优选实施例，所述同轴电缆是微型同轴电缆并且/或者所述环形外形具有12mm+/-25％的直径和5mm+/-25％的厚度。微型同轴电缆优选具有小于1毫米的直径。微型同轴电缆的优点是自补偿RF扼流圈能够做得小而轻。此外，由于同轴电缆接近其他电子部件而产生的寄生电容在微型同轴电缆中不如在常规的同轴电缆中明显。使用微型同轴电缆还允许扼流圈壳体具有小维度：优选地，环形外形的外径为12mm+/-25％，内径为5mm+/-25％。关于厚度，即，环形外形平行于绕转轴线的维度，厚度优选为5mm+/-25％。具有这些小维度的自补偿RF扼流圈也被称为自补偿微型RF扼流圈。

如已经提到的，本发明的另外的方面是一种磁共振线圈阵列，所述磁共振线圈阵列包括：多个磁共振接收线圈，其中，所述磁共振接收线圈被配置为输出磁共振RF信号；输入-输出单元，其中，所述输入-输出单元被配置为接收所述磁共振RF信号；以及多根同轴电缆，其将所述磁共振接收线圈与所述输入-输出单元互连，其中，所述同轴电缆被配置为承载所述磁共振RF信号并且包括所述自补偿RF扼流圈。优选地，多个磁共振接收线圈(也被称为RF接收线圈)呈二维阵列的形式布置。作为RF接收线圈，可以使用平面线圈和/或薄的柔性头部线圈。此外，优选地，每个RF接收线圈通过同轴电缆以直接方式连接到输入-输出单元。以直接方式连接意味着同轴电缆不沿着预定义的结构敷设，在预定义的结构中，若干同轴电缆被组合成电缆束，但是优选地，各个同轴电缆各自独立地从RF接收线圈敷设到输入-输出单元。优选地，同轴电缆在由RF接收线圈的二维阵列定义的区中不形成电缆束。同轴电缆的柔性敷设的优点是可以选择将同轴电缆围绕RF接收线圈和/或磁共振线圈阵列的壳体的孔、开口和/或凹槽进行敷设。这些孔、开口和/或凹槽对于成像对象的健康是重要的，因为它们减少了发热并且提供了另外的功能(例如，监测生命体征的选项，或者提供介入通路的选项，例如，用于成像对象的外周静脉导管)。同轴电缆包括第一端和第二端，其中，第一端或第二端连接到输入-输出单元，而同轴电缆的另一端(即，第二端或第一端)连接到RF接收线圈。同轴电缆在第一端与第二端之间的部分以自补偿绕线模式缠绕扼流圈壳体，以便形成自补偿RF扼流圈。自补偿RF扼流圈允许在磁共振线圈阵列中省去大体积的共振的RF陷波器，从而允许将每个RF接收线圈与输入-输出单元互连的同轴电缆没有刚性的预定义结构。以这种方式，提供了柔性磁共振线圈阵列，其使得能够更加任意地定义RF接收线圈，从而允许基于成像对象的期望的解剖结构覆盖范围来放置RF接收线圈和/或设计其尺寸。因此，磁共振线圈阵列可以相对容易地保形到成像对象的解剖结构。另外，由于材料较少以及放弃了包括集总电容器的常规的共振RF陷波器，磁共振线圈阵列的成本和重量可以显著降低。此外，由于使用自补偿RF扼流圈避免了厚电缆束，因此不需要庞大的和/或大体积的RF陷波器。磁共振线圈阵列的轻重量和高柔性进一步改善了成像对象和操作者的体验。

如已经提到的，优选地，每个RF接收线圈通过同轴电缆以直接方式连接到输入-输出单元。然而，这并不排除磁共振线圈阵列可以包括额外的电子部件(例如，射频放大器)的情况。这些额外的部件也可以连接到同轴电缆。换句话说，在同轴电缆的第一端和第二端之间，可以将另外的电子零件连接到同轴电缆。

关于小型化并且根据本发明的优选实施例，提供了一种磁共振线圈阵列，其中，所述自补偿RF扼流圈是自补偿微型RF扼流圈，并且所述同轴电缆是微型同轴电缆。如上所述，自补偿微型RF扼流圈和微型同轴电缆的小维度使得磁共振线圈阵列能够特别薄、柔性且重量轻。因此，成像对象和操作者的舒适度大大提高。此外，部件的小型化允许在磁共振线圈阵列中实施更多数量的RF接收线圈，从而减少了采集时间。此外，与厚同轴电缆相比，微型同轴电缆具有较小的寄生电容。

结合磁共振线圈阵列的高信噪比并且根据本发明的另一优选实施例，所述同轴电缆和/或所述RF扼流圈是高阻抗的。在该背景中，高阻抗意味着自补偿RF扼流圈对由同轴电缆的屏蔽中的B₁激励场感应的RF电流提供高抑制(优选地>20dB)。另外，自补偿RF扼流圈的高阻抗抑制了沿着同轴电缆的内导体的传播和共振效应，以便减少磁共振线圈阵列中的各个RF接收线圈之间的耦合。

根据本发明的另一优选实施例，提供了一种磁共振线圈阵列，所述磁共振线圈阵列包括被配置为承载直流信号的直流电缆，其中，所述直流电缆包括直流扼流圈，并且其中，所述直流扼流圈被放置在所述自补偿RF扼流圈的所述扼流圈壳体的所述环形外形内部。优选地，DC扼流圈被放置在环形外形的圆孔中。直流电缆(简称DC电缆)被配置为承载DC信号，该DC信号可以用于操控磁共振线圈阵列的RF接收线圈。优选地，每个RF接收线圈连接到DC电缆。为了抑制DC电缆上的感应RF信号，DC电缆包括DC扼流圈。优选地，DC扼流圈是电感器。然而，将DC扼流圈放置在DC电缆上会增加DC电缆的局部重量，从而使DC电缆以及因此磁共振线圈阵列更容易受到机械应力的影响。通过将DC扼流圈放置在自补偿RF扼流圈的扼流圈壳体的环形外形内部，能够提高机械稳定性和鲁棒性。因此，自补偿RF扼流圈充当机械支撑体并且保护DC扼流圈和DC电缆，而无需向磁共振线圈阵列添加额外的机械支撑部件。此外，通过将RF扼流圈放置在自补偿RF扼流圈的环形外形内部，减少了自补偿RF扼流圈与DC扼流圈之间的不希望的串扰。因此，提高了磁共振线圈阵列的信噪比。

在这方面并且根据本发明的优选实施例，被配置为承载磁共振RF信号的同轴电缆的屏蔽可以用作DC电路中的导线。在这种情况下，针对每个RF接收线圈(包括DC扼流圈)，磁共振线圈阵列包括一根DC电缆。因此，优选地，一个DC扼流圈被放置在自补偿RF扼流圈的扼流圈壳体的环形外形内部。

然而，也可以是DC电路独立于承载磁共振RF信号的同轴电缆的情况。在这种情况下，优选地，每个RF接收线圈需要两根DC电缆。因此，优选地，针对每个RF接收线圈，磁共振线圈阵列包括两根DC电缆，其中，每根DC电缆包括DC扼流圈。在这种情况下，优选地，两个DC扼流圈被放置在自补偿RF扼流圈的扼流圈壳体的环形外形内部。此外，同轴电缆可以用作DC电缆。

根据本发明的另一优选实施例，所述磁共振线圈阵列包括柔性支撑结构，其中，所述多个磁共振接收线圈以二维阵列的形式被布置在所述支撑结构上和/或中，并且其中，所述自补偿RF扼流圈和/或所述同轴电缆被均匀布置在所述支撑结构上和/或中。均匀布置优选意味着自补偿RF扼流圈和/或同轴电缆以及任选的DC电缆和/或DC扼流圈的重量均匀分布在柔性支撑结构上。因此，提高了成像对象的舒适性。支撑结构优选为柔性衣服和/或泡沫。支撑结构可以包括孔、洞和/或切口，以进一步提高支撑结构的柔性并减少支撑结构的重量。RF接收线圈和其他电气部件(即，同轴电缆、自补偿RF扼流圈、DC电缆和/或DC扼流圈)优选被布置在支撑结构中和/或上。例如，支撑结构可以包括几层衣服，RF接收线圈可以被布置在两层衣服之间。

此外，关于自补偿RF扼流圈的柔性，扼流圈壳体优选由柔性材料制成。虽然许多RF扼流圈具有铁粉或铁氧体磁芯，但是自补偿RF扼流圈的扼流圈壳体优选是非磁性的并且由柔性且优选轻质的材料制成。这进一步增强了磁共振线圈阵列针对成像对象的形状进行调整的可调整性。

优选地，包括支撑结构的磁共振线圈阵列具有小于20mm的厚度。此外，优选地，针对每个RF接收线圈，包括支持结构的磁共振线圈阵列的重量小于20g。

根据本发明的另一实施例，所述多个RF接收线圈、所述自补偿RF扼流圈和/或所述同轴电缆通过缝合、胶粘、夹持和/或增材打印工艺被固定到所述支撑结构。为了进一步提高磁共振线圈阵列的柔性并进一步降低磁共振线圈阵列的低重量，RF接收线圈和其他电气部件(即，同轴电缆、自补偿RF扼流圈、DC电缆和/或DC扼流圈)被附接到支撑结构的方式也可以是轻质和柔性的。通过胶粘、缝合和/或增材打印工艺附接部件的方式可以满足此要求。

在这方面并且根据本发明的另一优选实施例，自补偿RF扼流圈固定到支撑结构的固定方式允许自补偿RF扼流圈关于支撑结构发生旋转和/或成角度。以这种方式，可以提供柔性磁共振线圈阵列，其允许更任意地定位自补偿RF扼流圈，从而允许基于特定情形(例如，成像对象的轮廓)来进行放置。优选地，自补偿RF扼流圈的固定方式允许自补偿RF扼流圈关于支撑结构以+/-30度发生旋转和/或成角度。

附图说明

参考下文描述的实施例，本发明的这些方面和其他方面将是明显的。然而，这样的实施例不一定表示本发明的全部范围，因此参考权利要求书和本文来解释本发明的范围。

在附图中：

图1示意性地描绘了磁共振接收线圈阵列，其中，电缆敷设具有现有技术中已知的鱼骨结构；

图2示意性地描绘了根据本发明的一个可能的实施例的磁共振线圈阵列，其中，多根同轴电缆将磁共振接收线圈与输入-输出单元互连，并且其中，同轴电缆包括射频扼流圈；

图3示意性地描绘了磁共振接收线圈中的一个磁共振接收线圈和同轴电缆中的一根同轴电缆，包括图2的射频扼流圈；

图4示意性地描绘了根据本发明的可能实施例的射频扼流圈的扼流圈壳体；

图5示意性地描绘了通过根据本发明的另一可能的实施例的磁共振线圈阵列的射频扼流圈的横截面；

图6示意性地描绘了通过根据本发明的另一可能的实施例的磁共振线圈阵列的横截面。

附图标记列表

1接收线圈阵列(现有技术)

2接收线圈(现有技术)

3共振RF陷波器(现有技术)

4同轴电缆(现有技术)

5鱼骨结构(现有技术)

6输入-输出单元(现有技术)

10自补偿射频扼流圈

12扼流圈壳体

14同轴电缆

16第一端

18第二端

20第一绕线模式

22反向绕线模式

24绕转轴线

26第一切口结构

28第二切口结构

30磁共振线圈阵列

32接收线圈

34输入-输出单元

36直流电缆

38直流扼流圈

40支撑结构

42成像对象

44小孔

46间距

48厚度

具体实施方式

图1示意性地描绘了现有技术中已知的磁共振接收线圈阵列1。接收线圈阵列1包括以二维阵列的形式布置的若干接收线圈2。接收线圈2中的每个接收线圈连接到同轴电缆4，同轴电缆4将接收线圈2与输入-输出单元6互连。若干接收线圈2的个体同轴电缆4捆绑在一起，并且以鱼骨结构5的形式敷设到输入-输出单元6。若干大体积的共振RF陷波器3连接到电缆束，从而导致具有高重量的非柔性磁共振接收线圈阵列1。

图2示意性地描绘了根据本发明的优选实施例的磁共振线圈阵列30。磁共振线圈阵列30包括被布置为二维阵列的多个RF接收线圈32。RF接收线圈32中的每个RF接收线圈都连接到同轴电缆14，同轴电缆14将RF接收线圈34与输入-输出单元34互连。个体同轴电缆14以直接方式将RF接收线圈32与输入-输出单元34相连接，这意味着同轴电缆14不捆绑在一起而在由多个RF接收线圈32的二维阵列定义的区中形成电缆束。此外，同轴电缆14包括自补偿RF扼流圈10。同轴电缆14和自补偿RF扼流圈10被均匀布置在由二维阵列定义的区上，即，同轴电缆14和自补偿RF扼流圈10的重量被基本上均匀分布在由二维矩阵定义的区上。

在该实施例中，磁共振线圈阵列30还包括支撑结构40，在该实施方案中，支撑结构40是柔性衣服，它不仅覆盖由多个RF接收线圈32的二维阵列定义的区，而且还以对称方式与该区交叠。在由二维阵列定义的区外部但仍在支撑结构的区内部的地方，多根同轴电缆14捆绑在一起以形成电缆束，该电缆束通向输入-输出单元34。在该实施例中，磁共振线圈阵列30用作具有B₁激励场的磁共振成像系统的接收线圈阵列30。

图3示意性地描绘了图2的RF接收线圈32中的一个RF接收线圈和同轴电缆14中的一根同轴电缆，包括自补偿RF扼流圈10。在图3中能够看出，同轴电缆14包括连接到RF接收线圈32的第一端16以及第二端18。同轴电缆14在第一端16与第二端18之间的部分缠绕具有环形外形的扼流圈壳体12(如图4中所描绘的)，以便形成自补偿RF扼流圈10。同轴电缆14以自补偿绕线模式缠绕扼流圈壳体12，使得自补偿RF扼流圈10补偿磁共振系统的B₁激励场。

图4示意性地描绘了根据本发明的另一可能的实施例的自补偿RF扼流圈10的扼流圈壳体12。扼流圈壳体12具有环形外形，在该实施例中，环形是通过具有圆角的矩形围绕绕转轴线24绕转而形成的，其中，矩形的较长边平行于绕转轴线24。如已经提到的，同轴电缆14以自补偿绕线模式缠绕扼流圈壳体12。为了引导同轴电缆14围绕扼流圈壳体12的绕线，扼流圈壳体12包括第一切口结构26和第二切口结构28。第一切口结构26包括多个切口26a、26b、26c，多个切口26a、26b、26c用于引导自补偿绕线模式的第一绕线模式20(如图5所描绘的)，其中，每个切口26a、26b、26c位于包括环形外形的绕转轴线24的平面中。在该实施例中，第一切口结构26的切口26a、26b、26c位于与矩形的两条较长边相对应的环形外形的表面上。关于第二切口结构28，第二切口结构28包括另外的切口28，另外的切口28用于引导自补偿绕线模式的反向绕线模式22(如图5所描绘的)，其中，另外的切口28位于与环形外形的绕转轴线24垂直并沿着环形外形的外周的平面中。从图4中还能够看出，扼流圈壳体12还包括三个小孔44，以便引导同轴电缆14从第一绕线模式20转变到反向绕线模式22。

图5示意性地描绘了通过根据本发明的另一可能的实施例的磁共振线圈阵列30的自补偿RF扼流圈10的横截面。从图5中能够看出，自补偿绕线模式包括第一绕线模式20和反向绕线模式22，第一绕线模式20具有围绕环形外形的绕转表面的绕线，反向绕线模式22具有围绕绕转轴线24并沿着环形外形的外周的一个绕线。通过以下操作来生成第一绕线模式20：在第一方向上沿着绕转轴线24引导同轴电缆14穿过环形外形的圆孔，然后向外并远离绕转轴线24并朝向环形外形的外周引导同轴电缆14，然后平行于绕转轴线24但在与第一方向相反的方向上引导同轴电缆14，然后朝向绕转轴线24引导同轴电缆14以开始引导流程遍及各处。以这种方式，形成了沿着绕转表面的螺旋，该螺旋构成了第一绕线模式20。从图5中能够看出，第一绕线模式20的各匝之间的间距46在整个绕线模式20中都是恒定的。关于反向绕线模式22，图5显示出，在本发明的该实施例中，反向绕线模式22被布置在第一绕线模式20内并且位于矩形的较长边的一半高度处。

从图5中还可以看出，在磁共振线圈阵列30的这个实施例中，磁共振线圈阵列30还包括DC电缆36。DC电缆36被配置为承载DC信号并且包括DC扼流圈38。DC扼流圈38(在这种情况下是电感器)被放置在自补偿RF扼流圈10的扼流圈壳体12的环形外形内部。

图6示意性地描绘了通过根据本发明的另一可能的实施例的磁共振线圈阵列30的横截面。从图6中能够看出，磁共振线圈阵列30靠近成像对象42以执行磁共振成像。也如图2中所描绘的，磁共振线圈阵列30的可能的实施例包括支撑结构40。在图6所示的实施例中，支撑结构40由柔性泡沫制成并且具有双层结构。磁共振线圈阵列30的RF接收线圈32被布置在两层泡沫之间。自补偿RF扼流圈10被布置在远离成像对象的泡沫层中。在该实施例中，RF接收线圈32以及自补偿RF扼流圈10和同轴电缆14(未示出)通过缝合被附接到支撑结构40的泡沫。自补偿RF扼流圈10以允许自补偿RF扼流圈10关于支撑结构40以+/-30度发生旋转和成角度的松散方式被缝合到支撑结构40。在该实施例中，磁共振线圈阵列30的厚度48为12mm。

虽然已经在附图和前面的描述中详细图示和描述了本发明，但是这样的图示和描述应当被认为是图示性或示例性的，而非限制性的；本发明不限于所公开的实施例。本领域技术人员通过研究附图、公开内容以及权利要求，在实践请求保护的发明时能够理解并实现对所公开的实施例的其他变型。在权利要求中，“包括”一词不排除其他元件或步骤，并且词语“一”或“一个”不排除多个。虽然某些措施被记载在互不相同的从属权利要求中，但是这并不指示不能有利地使用这些措施的组合。权利要求中的任何附图标记都不应被解释为对范围的限制。另外，为了清楚起见，并非附图中的所有元件都被提供有附图标记。

Claims (11)

1.一种用于磁共振系统的射频扼流圈(10)，包括：

扼流圈壳体(12)，其具有环形外形，以及

同轴电缆(14)，其中，所述同轴电缆(14)具有第一端(16)和第二端(18)并且被配置为承载具有B₁激励场的所述磁共振系统的磁共振射频信号，

其中，所述同轴电缆(14)在所述第一端(16)与所述第二端(18)之间的部分以自补偿绕线模式缠绕所述扼流圈壳体(12)，使得所述射频扼流圈(10)补偿所述B₁激励场，其中，所述自补偿绕线模式包括第一绕线模式(20)和反向绕线模式(22)，所述第一绕线模式具有围绕所述环形外形的绕转表面的绕线，所述反向绕线模式具有围绕绕转轴线(24)并沿着所述环形外形的外周的至少一个绕线。

2.根据权利要求1所述的射频扼流圈(10)，其中，所述扼流圈壳体(12)包括第一切口结构(26)和第二切口结构(28)，

其中，所述第一切口结构(26)包括用于引导所述自补偿绕线模式的第一绕线模式(20)的多个切口(26a、26b、26c)，其中，每个切口(26a、26b、26c)位于包括所述环形外形的绕转轴线(24)的平面中，

其中，所述第二切口结构(28)包括用于引导所述自补偿绕线模式的反向绕线模式(22)的另外的切口(28)，其中，所述另外的切口(28)位于垂直于所述环形外形的所述绕转轴线(24)并沿着所述环形外形的外周的平面中。

3.根据权利要求1至2中的任一项所述的射频扼流圈(10)，其中，所述扼流圈壳体(12)包括开放切口和/或圆形中空开口。

4.根据权利要求1至3中的任一项所述的射频扼流圈(10)，其中，所述同轴电缆(14)是微型同轴电缆并且/或者所述环形外形具有12mm+/-25％的直径和5mm+/-25％的厚度。

5.一种用于具有B₁激励场的磁共振系统的磁共振线圈阵列(30)，包括：

多个磁共振接收线圈(32)，其中，所述磁共振接收线圈(32)被配置为输出磁共振射频信号，

输入-输出单元(34)，其中，所述输入-输出单元(34)被配置为接收所述磁共振射频信号，以及

多根同轴电缆(14)，其将所述磁共振接收线圈(32)与所述输入-输出单元(34)互连，其中，所述同轴电缆(14)被配置为承载所述磁共振射频信号并且包括根据权利要求1至4中的任一项所述的射频扼流圈(10)。

6.根据权利要求5所述的磁共振线圈阵列(30)，其中，所述射频扼流圈(10)是微型射频扼流圈(10)，并且所述同轴电缆(14)是微型同轴电缆(14)。

7.根据权利要求5至6中的任一项所述的磁共振线圈阵列(30)，其中，所述同轴电缆(14)和/或所述射频扼流圈(10)是高阻抗的。

8.根据权利要求5至7中的任一项所述的磁共振线圈阵列(30)，包括被配置为承载直流信号的直流电缆(36)，其中，所述直流电缆(38)包括直流扼流圈(38)，并且其中，所述直流扼流圈(38)被放置在所述射频扼流圈(10)的所述扼流圈壳体(12)的所述环形外形内部。

9.根据权利要求5至8中的任一项所述的磁共振线圈阵列(30)，包括柔性支撑结构(40)，其中，所述多个磁共振接收线圈(32)以二维阵列的形式被布置在所述支撑结构(30)上和/或中，并且其中，所述射频扼流圈(10)和/或所述同轴电缆(14)被均匀布置在所述支撑结构(40)上和/或中。

10.根据权利要求9所述的磁共振线圈阵列(30)，其中，所述多个磁共振接收线圈(32)、所述射频扼流圈(10)和/或所述同轴电缆(14)通过缝合、胶粘、夹持和/或增材打印工艺被固定到所述支撑结构(40)。

11.根据权利要求9或10所述的磁共振线圈阵列(30)，其中，所述射频扼流圈(10)被固定到所述支撑结构(40)，使得所述射频扼流圈(10)能关于所述支撑构件(40)旋转和/或倾斜(10)。

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