CN117008026A - 线圈接口装置、线圈装置和磁共振成像设备 - Google Patents

线圈接口装置、线圈装置和磁共振成像设备 Download PDF

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CN117008026A CN202210457957.3A CN202210457957A CN117008026A CN 117008026 A CN117008026 A CN 117008026A CN 202210457957 A CN202210457957 A CN 202210457957A CN 117008026 A CN117008026 A CN 117008026A
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Abstract

本公开涉及线圈接口装置、线圈装置和磁共振成像设备。该线圈接口装置包括:插头,用于连接至用于接收磁共振成像设备中经由被测对象的磁共振信号的线圈装置,并且包括第一功率耦合器和至少一个第一信号耦合器;以及插座,用于连接至磁共振成像设备的主体,并且包括第二功率耦合器和至少一个第二信号耦合器;其中,至少一个第一信号耦合器被配置为将从线圈装置接收的磁共振信号通过感应方式发送到至少一个第二信号耦合器,至少一个第二信号耦合器被配置为通过感应方式接收发送的磁共振信号;其中,第二功率耦合器被配置为通过感应方式将功率信号发送至第一功率耦合器,第一功率耦合器被配置为接收所发送的功率信号。

Description

线圈接口装置、线圈装置和磁共振成像设备
技术领域
本公开涉及医疗器械技术领域,特别是涉及一种用于磁共振成像设备的线圈接口装置、一种线圈装置和一种磁共振成像设备。
背景技术
磁共振成像设备通常用于医学成像,其可以通过对静磁场中的人体施加特定频率的射频脉冲而导致人体内的氢质子发生核磁共振,并通过接收人体的磁共振信号来获取人体内部的磁共振图像。
通常,人体产生的磁共振信号利用线圈装置来采集。线圈装置在工作时可以靠近人体设置,并且通过线缆和插头连接到磁共振成像设备的主体的插座上,以从磁共振成像设备的主体获取电力以及将所采集的磁共振信号发送给磁共振成像设备的主体。
在此部分中描述的方法不一定是之前已经设想到或采用的方法。除非另有指明,否则不应假定此部分中描述的任何方法仅因其包括在此部分中就被认为是现有技术。类似地,除非另有指明,否则此部分中提及的问题不应认为在任何现有技术中已被公认。
发明内容
本公开实施例的一方面提供了一种用于磁共振成像设备的线圈接口装置,包括:插头,用于连接至用于接收磁共振成像设备中经由被测对象的磁共振信号的线圈装置,并且包括第一功率耦合器以及至少一个第一信号耦合器;以及插座,用于连接至磁共振成像设备的主体,并且包括第二功率耦合器和至少一个第二信号耦合器;其中,至少一个第一信号耦合器被配置为将从线圈装置接收的磁共振信号通过感应方式发送到至少一个第二信号耦合器,至少一个第二信号耦合器被配置为通过感应方式接收发送的磁共振信号;其中,第二功率耦合器被配置为通过感应方式将功率信号发送至第一功率耦合器,第一功率耦合器被配置为接收所发送的所述功率信号。
本公开实施例的另一方面提供了一种磁共振成像设备,包括:至少一个线圈装置,用于放置于被测对象的被测部位处或与被测对象的被测部位邻近地放置并且接收经由被测对象的磁共振信号;主体;以及至少一个根据本公开实施例的线圈接口装置,其中,线圈接口装置的插头与线圈装置相连接,线圈接口装置的插座设置于主体上。
本公开实施例的另一方面提供了一种线圈装置,其中,具有与磁共振成像设备的主体非电连接式的插头,插头包括第一功率耦合器以及至少一个第一信号耦合器,插头被配置为与磁共振成像设备的主体上的插座靠近时,与插座感应耦合,以将线圈装置接收的磁共振成像设备中经由被测对象的磁共振信号通过感应方式发送至磁共振成像设备的主体,以及通过感应方式从主体接收功率信号。
根据本公开实施例的线圈接口装置、线圈装置和磁共振成像设备,可以通过感应方式实现线圈装置和磁共振成像设备主体之间电力和磁共振信号的非电连接式传输,使得线圈装置和设备主体的接口处易于清洁和保养,减少了由于接口处灰尘和液体等污染物积累而造成的接触不良、器件损坏等问题,降低了维修成本。
应当理解,本部分所描述的内容并非旨在标识本申请实施例的关键或重要特征,也不用于限制本申请的范围。本公开的其它特征将通过以下的说明书而变得容易理解。
附图说明
附图示例性地示出了实施例并且构成说明书的一部分,与说明书的文字描述一起用于讲解实施例的示例性实施方式。所示出的实施例仅出于例示的目的,并不限制权利要求的范围。在所有附图中,相同的附图标记指代类似但不一定相同的要素。
下面将通过参照附图详细描述本公开的实施例,使本领域的普通技术人员更清楚本公开的上述及其他特征和优点,附图中:
图1为根据本公开一些实施例的线圈接口装置的结构示意图;
图2为根据本公开一些实施例的磁共振成像设备的示意性框图;
图3为根据本公开一些实施例的磁共振成像设备的示意性框图;
图4为根据本公开一些实施例的磁共振成像设备的控制方法的流程图。
其中,附图标记如下:
100:线圈接口装置
110:插头
111:第一功率耦合器
112:第一信号耦合器
118:罩壳
120:插座
121:第二功率耦合器
122:第二信号耦合器
113:功率转换模块
1131:交流-直流转换器
1132:直流-直流转换器
114:线圈控制模块
1141:接收部
1142:控制部
200:线圈装置
211:第一线圈单元
212:第二线圈单元
213:第三线圈单元
220:调谐失谐电路
300:主体
310:控制单元
320:交流功率源
330:功率放大器
340:功率分配器
115:第一双工器
116:第二双工器
117:本振信号功率分配器
350:信号组合单元
具体实施方式
为了对本公开的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解,现对照附图说明本公开的具体实施方式,在各图中相同的附图标记表示相同或相似的部分。
在本文中,“示意性”表示“充当实例、例子或说明”,不应将在本文中被描述为“示意性”的任何图示、实施方式解释为一种更优选的或更具优点的技术方案。
为使图面简洁,各图中只示意性地表示出了与本公开相关的部分,它们并不代表其作为产品的实际结构。另外,以使图面简洁便于理解,在有些图中具有相同结构或功能的部件,仅示意性地绘示了其中的一个,或仅标出了其中的一个。
在本文中,“一个”不仅表示“仅此一个”,也可以表示“多于一个”的情形。在本文中,“第一”、“第二”等仅用于彼此的区分,而非表示它们的重要程度及顺序、以及互为存在的前提等。
磁共振成像(MRI)是一种利用磁共振现象进行成像的技术。磁共振成像设备通过射频线圈向处于静磁场中的被测对象发射特定频率的射频脉冲以诱导例如被测对象体内的氢质子发生核磁共振,并利用线圈装置接收被测对象体的磁共振信号,所接收的磁共振信号经计算机处理而成像。
磁共振成像系统通常包括用于提供静态磁场的空腔型磁体(例如超导磁体)、磁体内部的空腔型梯度线圈、梯度线圈内部的空腔型体线圈、放置被测对象的床体、以及接收来自被测对象体的磁共振信号的线圈装置。
梯度线圈在成像期间用于位置编码。梯度线圈可布置于用于提供静态磁场的磁体的内侧,通常可由三组互相正交的分别对应于X轴、Y轴及Z轴的线圈组成,梯度线圈的三组线圈分别产生沿X轴、Y轴和Z轴呈磁场强度变化的梯度场。
体线圈通常为布置于梯度线圈内侧的射频线圈,用于生成高频磁场。体线圈将高频磁场应用于处在静态磁场下的被测对象。
线圈装置可以包括射频接收线圈,布置于梯度线圈的内侧,且可进一步被构造成靠近被测对象布置的局部线圈,以至少接收自被测对象返回的磁共振信号。线圈装置可由多个线圈单元组成,线圈装置可以在调谐/失谐控制控制信号的控制下,对线圈装置中的一个或多个线圈单元调谐或失谐,线圈单元在调谐状态下被激发以接收来自被测对象在拉莫尔频率高频电磁波信号激励下产生的磁共振信号或经被测对象返回的其他高频/射频电磁波信号。
其中,线圈装置可以作为局部线圈布置于被测对象的近端,如安装于磁共振成像设备的床体位置的脊柱线圈,覆盖于被测对象的腹部或胸部的腹部线圈或胸部线圈,以及其他各种覆盖于被测对象某一部位的局部线圈,例如膝部线圈、肩部线圈、腕部线圈、体阵线圈、头颈线圈等。上述局部线圈用以接收被测对象的对应部位的磁共振信号,此外因距离对应部位近,如腹部线圈、脊柱线圈及胸部线圈等,还可以用以监测一些重要的具有周期性运动的生理运动信号的脏器:如心脏、肺部等。
线圈装置在工作时需要通过接口装置连接到磁共振成像设备的主体,例如床体或设备的其他组件(如射频接收组件、电源、调谐/失谐控制组件和接收通道切换组件等),以从磁共振成像设备的主体获取电力以及将所采集的磁共振信号发送给磁共振成像设备的主体。接口装置可包括成对的插头和插座,线圈装置通过线缆和插头连接到与磁共振成像设备的主体连接的插座上。
在相关技术中,上述插头和插座为插接式,例如,分别包括封装在塑料模组中的多个成对的公头引脚或母座引脚。此类插接式的插头和插座不易于清洁和保养,并且灰尘、液体等污染物容易积累在接口部,从而造成接口部处接触不良,甚至会造成器件短路和损坏,维护成本高。另外,多次插拔操作也容易造成接口部老化和损坏,影响连接的可靠性。
为此,本公开的实施例提供了一种用于磁共振成像设备的线圈接口装置、一种具有插头的线圈装置和一种磁共振成像设备。
图1为根据本公开一些实施例的线圈接口装置的结构示意图。如图1所示,本公开实施例的一方面提供了一种用于磁共振成像设备的线圈接口装置100,包括:插头110,用于连接至用于接收磁共振成像设备中经由被测对象的磁共振信号的线圈装置,插头110包括第一功率耦合器111和至少一个第一信号耦合器112;以及插座120,用于连接至磁共振成像设备的主体,插座120包括第二功率耦合器121和至少一个第二信号耦合器122;其中,至少一个第一信号耦合器112被配置为将从线圈装置接收的磁共振信号通过感应方式发送到至少一个第二信号耦合器122,至少一个第二信号耦合器122被配置为通过感应方式接收发送的磁共振信号;其中,第二功率耦合器121被配置为通过感应方式将功率信号发送至第一功率耦合器111,第一功率耦合器111被配置为接收所发送的功率信号。
在一些实施例中,第一功率耦合器111和第一信号耦合器112可以与线圈装置通过线缆连接。第二功率耦合器121和第二信号耦合器122可以与磁共振设备的主体通过线缆连接。第一信号耦合器112、第二信号耦合器122、第一功率耦合器111和第二功率耦合器121可以为线圈组件,功率信号可以为交流电信号。当来自磁共振设备的主体的功率信号流经第二功率耦合器121时,可以通过磁场共振在靠近第二功率耦合器121的第一功率耦合器111中产生感应电流,从而将来自设备主体的电力转移至第一功率耦合器111以为线圈装置供电。类似的,当线圈装置接收到的磁共振信号流经第一信号耦合器112时,可以通过磁场共振在靠近第一信号耦合器112的第二信号耦合器122中产生感应电流,从而将所接收的磁共振信号发送给设备主体,以用于磁共振成像。
应理解,包括第一功率耦合器111和第一信号耦合器112的插头110与包括第二功率耦合器121和第二信号耦合器122的插座120相互靠近即可实现感应耦合,并且在使用时,可以使插头110与插座120彼此大体对准,以提高信号传输效率。
出于说明目的,在图1中示出了12组信号耦合器和1组功率耦合器,但是应理解,其仅为示例,且信号耦合器和功率耦合器的数量、形状、布置方式等不限于图1中所示的形式。
在一些实施例中,如图1所示,插头110可以包括平面的第一印刷电路板,第一功率耦合器111以及至少一个第一信号耦合器112集成在第一印刷电路板中;以及插座120可以包括平面的第二印刷电路板,第二功率耦合器121以及至少一个第二信号耦合器122集成在第二印刷电路板中。示例性地,插头110可包括罩壳118,罩壳118封装第一印刷电路板。第二印刷电路板可安装于磁共振设备的床体上,因为第二印刷电路板为平面的,不会影响床体的外观。
相较于相关技术,根据本公开实施例的线圈接口装置,通过在插座和插头中分别设置耦合器,使得插座和插头在相互靠近时就可以实现线圈装置和磁共振设备主体之间电力和磁共振信号的交互,减少了由于接口处灰尘和液体等污染物积累而造成的接触不良、器件损坏等问题,降低了维修成本。
此外,插头和插座还可以配置成易于清洁和消毒的例如平面形状,如印刷电路板,更加平整且较薄,占据空间小。
图2为根据本公开一些实施例的磁共振成像设备的示意性框图。该磁共振成像设备包括根据本公开一些实施例的线圈接口装置100。请参考图2,线圈接口装置包括插头110和插座120,插头110连接至用于接收磁共振成像设备中经由被测对象的磁共振信号的线圈装置200,插座120连接至磁共振成像设备的主体300,插头110和插座120感应耦合以传输功率信号和磁共振信号。
在一些实施例中,功率信号可以为交流功率信号,该交流功率信号例如由磁共振成像设备的主体300内的交流功率源提供,经由线圈接口装置的插座120通过感应耦合的方式被传送至插头110。
在一些实施例中,插头110可以包括功率转换模块113,功率转换模块113连接至第一功率耦合器111,并且被配置为将第一功率耦合器111从第二功率耦合器121接收的交流功率信号转换为直流功率信号,并且将直流功率信号调制为线圈装置所需的直流电水平。在一些示例中,功率转换模块113可以包括交流-直流转换器1131和直流-直流转换器(DC-DC转换器)1132。交流-直流转换器1131可以为整流器。替代地或附加地,直流-直流转换器1132可以包括低压差线性稳压器(LDO)。DC-DC转换器的振荡器频率可以选取在不影响线圈装置对磁共振信号的接收的范围。经过功率转换模块113整流和调制后的直流电可以提供给线圈接口装置的插头内各个需要供电的模块,也可以提供给线圈装置200,从而可以实现了对线圈接口装置的插头和线圈装置的无线供电,不需要将它们通过电缆连接至磁共振成像设备主体内的用于供电的功率源。
在一些实施例中,交流功率源提供的交流功率信号的频率可以为5MHz,以减小交流功率源的尺寸以及避免与磁共振信号产生干扰。线圈装置所需的直流电水平可以为3V,即经过功率转换模块113整流和调制后向线圈装置输出的电压为3V。
在一些实施例中,插头110还可以包括:线圈控制模块114,其被配置为通过无线方式从磁共振成像设备的主体接收控制信号并且生成调谐失谐信号以控制线圈装置调谐或失谐。
磁共振成像过程包括通过射频线圈向静磁场中的被测对象发射射频脉冲以诱导核磁共振的射频脉冲发射阶段、以及利用线圈装置接收被测对象体的磁共振信号的信号采集阶段,线圈装置在信号采集阶段需要处于调谐状态,以接收经由被测对象的高频/射频磁共振信号,而线圈装置在射频脉冲发射阶段需要处于失谐状态,以抑制射频脉冲信号进入线圈装置,从而在磁共振图像上产生噪声。
在一些实施例中,线圈控制模块114可以包括接收部1141和控制部1142,接收部1141用于通过无线方式从磁共振设备的主体接收控制信号,控制部1142与线圈装置连接并且用于解调控制信号,以控制线圈装置调谐或失谐。
示例性地,无线方式可以包括蓝牙、无线局域网、移动通信(LTE、4G和/或5G移动无线电标准)、红外传输等。
在一些实施例中,线圈控制模块114还被配置为将表征线圈装置的线圈标识信息通过无线方式传输至磁共振成像设备的主体。示例性地,线圈标识信息可以存储在线圈控制模块114的存储器中。在一些示例中,线圈控制模块114响应于插头110和插座120的感应耦合,向磁共振成像设备的主体发送线圈标识信息。线圈标识信息可以包括表征线圈装置中线圈单元的数量和型号等的信息。由此,设备主体端可以获知正在使用的线圈装置中的线圈单元的配置。
继续参考图2,根据本公开一些实施例的磁共振成像设备包括:至少一个线圈装置200,用于放置于被测对象的被测部位处或与被测对象的被测部位邻近地放置并且接收经由被测对象的磁共振信号;主体300;以及至少一个根据本公开上述任一实施例的线圈接口装置,其中,线圈接口装置的插头110与线圈装置200相连接,线圈接口装置的插座120设置于主体300上。
在一些实施例中,插头110与线圈装置200通过线缆连接,插座120与磁共振成像设备的主体300通过线缆连接。插座120可以集成在例如主体300的用于接纳被测对象的床体的上,例如,集成在床体上便于插头110靠近的位置。
在一些实施例中,主体300可以包括控制单元310,控制单元310被配置用于生成控制信号并且通过无线方式将控制信号发送至线圈接口装置的线圈控制模块114,以控制线圈装置200的调谐或失谐。示例性地,无线方式可以包括蓝牙、无线局域网、移动通信(LTE、4G和/或5G移动无线电标准)、红外传输等。
在一些实施例中,控制单元310还被配置为接收表征线圈装置200的线圈标识信息,以获知正在使用的线圈装置200中线圈单元的数量、型号等。
在一些实施例中,主体300还可以包括交流功率源320,交流功率源320连接至线圈接口装置的插座120以用于提供交流功率信号。
在一些实施例中,交流功率源320包括锁相环,以将从交流功率源320输出的交流功率信号时钟同步,从而为例如线圈装置200提供参考时钟。
在一些实施例中,主体300还可以包括功率放大器330,以放大交流功率信号。
在一些实施例中,线圈装置200可以为用于接收被测对象的局部部位(例如,头部、胸腔、腿部等)产生的磁共振信号,也可以为用于接收被测对象的全身产生的磁共振信号。在一些实施例中,线圈装置200可以为多个,即可以同时对例如被测对象的头部、胸腔、腿部进行信号采集。相应地,磁共振成像设备可以包括多个线圈接口装置100,主体300包括功率分配器340以用于将交流功率源320提供的交流功率信号分配给多个线圈接口装置100。在此,功率放大器330可以设置在交流功率源320和功率分配器340之间,以将交流功率源320提供的功率信号放大后提供给功率分配器340。图2中示出了一个线圈装置200以及一个包括插头110和插座120的线圈接口装置,可相应地设置多个线圈以及多个线圈接口装置。
图3为根据本公开一些实施例的磁共振成像设备的示意性框图。该磁共振成像设备包括根据本公开一些实施例的线圈接口装置100。在图3中,与图2中相同或相似的元素使用了相同的附图标记。与图2中类似地,线圈接口装置包括插头110和插座120,插头110连接至用于接收磁共振成像设备中经由被测对象的磁共振信号的线圈装置200,插座120连接至磁共振成像设备的主体300,插头110和插座120感应耦合以传输功率信号和磁共振信号。与图2中不同地,在图3所示的实施例中,通过中频(IF)反馈磁共振信号,在此情况下,需要提供本振信号(LO信号),以与经由被测对象的射频信号混频生成中频信号。
请参考图3,在一些实施例中,线圈接口装置的用于与磁共振成像主体连接的插座中的第二功率耦合器121被配置为接收由主体提供的交流功率信号和本振信号组合的组合信号(组合信号将在下文中详述),并且将组合信号发送至第一功率耦合器111。
在一些实施例中,线圈接口装置的插头110还包括第一双工器115,第一双工器115连接于第一功率耦合器111和功率转换模块113之间,用于将组合信号恢复为单独的交流功率信号和本振信号,并且将恢复的交流功率信号传输至功率转换模块113。
在一些实施例中,组合信号可以包括时钟信号,由第一双工器115恢复的交流功率信号和本振信号也可以包括时钟信号。功率转换模块113可以包括直流-直流转换器1132(DC-DC转换器),DC-DC转换器可以从恢复的交流功率信号或本振信号获得时钟信号,以使其参考时钟与磁共振设备的主体的参考时钟同步。
在一些实施例中,插头110还可以包括第二双工器116。其中,第二双工器116连接于第一双工器115和线圈装置之间,第二双工器116用于接收由第一双工器115恢复的本振信号并且将本振信号发送至线圈装置200,在线圈装置200处本振信号与自被测对象的磁共振信号相混频以生成将反馈给磁共振成像设备的中频信号,第二双工器116将接收线圈装置200输出的将磁共振信号和本振信号混频生成的中频信号。并且,第二双工器116还与至少一个第一信号耦合器112相连接,用于将接收到的中频信号发送到至少一个第一信号耦合器112,从而可通过与第一信号耦合器112感应耦合的第二信号耦合器122传输到磁共振设备的主体300。
在一些实施例中,通过设置第一双工器115和第二双工器116,将本振信号提供给线圈装置,用于将高频/射频的磁共振信号和本振信号混频生成中频信号,可以减小磁共振信号的衰减程度。
在一些实施例中,线圈装置可以包括多个线圈单元,例如图3中所示的三个线圈单元,第一线圈单元211、第二线圈单元212和第三线圈单元213。在多个线圈单元的情况下,插头110还可以包括本振信号功率分配器117,其连接于第一双工器115和第二双工器116之间以用于将由第一双工器115恢复的本振信号分为多路本振信号,多路本振信号经由第二双工器116被分配至线圈装置的各个线圈单元,以与各个线圈单元接收的磁共振信号混频生成中频信号。
类似于图2所示的实施例,在图3所示的实施例中,主体300可以包括交流功率源320,其例如提供10MHz的交流功率信号。交流功率源320可以包括锁相环,以将从交流功率源320输出的交流功率信号的时钟同步,从而为例如线圈装置200提供参考时钟。交流功率源320提供的交流功率信号,经由锁相环,可以分为两路,即本振信号(LO信号)和用于供电的约5MHz的交流电信号。进一步地,主体300可以包括功率放大器330,用于放大该约5MHz的交流电信号。此外,主体300还可以包括功率分配器340,以将该约5MHz的交流电信号分配给多个线圈接口装置100。
请参考图3,主体300还可以包括信号组合单元350,用于根据本振信号和功率分配器340分配的多个功率信号生成多个组合信号,并且将多个组合信号分别发送给多个线圈接口装置中相应的线圈接口装置。示例性地,信号组合单元350可采用双工器的形式。图3中仅示出了一个线圈接口装置,在一些示例中可以相应地设置多个线圈接口装置。
请参考图2和图3,在一些实施例中,线圈装置200可以包括多个线圈单元211-213,以接收多路磁共振信号。应理解,图2和图3中示出3个线圈单元作为示例,但是线圈单元的数量不限于此,并且各个线圈装置200中的线圈单元的数量可以相同也可以不同。
在一些实施例中,线圈装置200可以包括调谐失谐电路220,调谐失谐电路220用于从线圈控制模块114接收控制信号,并根据控制信号控制多个线圈单元211-213中的一个或多个调谐或失谐。
在一些实施例中,线圈装置200可以包括混频器,混频器被配置为获取本振信号并根据本振信号和磁共振信号生成中频信号,中频信号被传输至线圈接口装置并且通过感应的方式从线圈接口装置的插头的至少一个第一信号耦合器112被发送给线圈接口装置的插座的至少一个第二信号耦合器122。
本公开实施例的另一方面提供了一种线圈装置,其中,具有与磁共振成像设备的主体非电连接式的插头,插头包括第一功率耦合器以及至少一个第一信号耦合器,插头被配置为与磁共振成像设备的主体上的插座靠近时,与插座感应耦合,以将线圈装置接收的磁共振成像设备中经由被测对象的磁共振信号通过感应方式发送至磁共振成像设备的主体,以及通过感应方式从主体接收功率信号。
图4为根据本公开一些实施例的磁共振成像设备的控制方法的流程图。请参考图4,本公开实施例的另一方面提供了一种用于磁共振成像设备的控制方法,磁共振成像设备包括根据本公开任一实施例的线圈接口装置,其中,线圈接口装置包括插头和插座,插头连接至用于接收磁共振成像设备中经由被测对象的磁共振信号的线圈装置,插座连接至磁共振成像设备的功率源,插头和插座感应耦合以传输功率信号和磁共振信号。该控制方法包括:
S410,将功率源提供的功率信号传输至线圈接口装置;
S420,通过无线方式向线圈接口装置发射调谐失谐控制信号,以控制线圈装置调谐或失谐;以及
S430,从线圈接口装置接收磁共振信号。
在步骤S410中,磁共振成像设备将其功率源提供的功率信号经过处理后(如放大、分配、必要时生成本振信号和时钟信号等)通过线缆传输给线圈接口装置的设置于磁共振设备主体上的线圈接口装置的插座,线圈接口装置的插座通过感应耦合将处理后的功率信号发送给线圈接口装置的插头,在插头内将功率信号整流调制后输送给需要电力的插头内的各个元器件以及输送给线圈装置。因为插头和插座之间为感应式的功率传输,无需线缆,也无需为了供电将线圈装置通过线缆连接至磁共振成像设备的主体。
在步骤420中,磁共振成像设备通过无线方式向线圈接口装置发射调谐失谐控制信号,以控制线圈装置调谐或失谐。如上文所述,无线方式可以包括蓝牙、无线局域网、移动通信(LTE、4G和/或5G移动无线电标准)、红外传输等。因此,避免了在磁共振成像设备主体与线圈接口装置或者线圈装置之间额外设置用于传输控制信号的线缆。
线圈装置从线圈接口装置接收到功率信号以及调谐失谐控制信号后,由调谐失谐控制信号控制线圈装置的调谐或失谐,从而接收被测对象产生的磁共振信号,并将该磁共振信号传输给与其相连的线圈接口装置的插头。线圈接口装置的插头又通过感应耦合将该磁共振信号传输给线圈接口装置的插座。
在步骤430中,磁共振成像设备从与其主体连接的线圈接口装置的插座接收磁共振信号。磁共振成像设备对磁共振信号进行处理,以生成与被测对象相应的图像。
根据本公开实施例的线圈接口装置、磁共振成像设备及其控制方法可以实现线圈装置与磁共振设备主体之间的非电连接式交互。
应理解,可以使用上面所示的各种形式的流程,重新排序、增加或删除步骤。例如,本申请中记载的各步骤可以并行地执行、也可以顺序地或以不同的次序执行,只要能够实现本申请公开的技术方案所期望的结果,本文在此不进行限制。
以上所述仅为本申请的实施例,并不用以限制本申请,凡在本申请的精神和原则之内,作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (18)

1.一种用于磁共振成像设备的线圈接口装置,包括:
插头,用于连接至用于接收所述磁共振成像设备中经由被测对象的磁共振信号的线圈装置,所述插头包括第一功率耦合器以及至少一个第一信号耦合器;以及
插座,用于连接至所述磁共振成像设备的主体,所述插座包括第二功率耦合器和至少一个第二信号耦合器;
其中,所述至少一个第一信号耦合器被配置为将从所述线圈装置接收的磁共振信号通过感应方式发送至所述至少一个第二信号耦合器,所述至少一个第二信号耦合器被配置为通过感应方式接收发送的所述磁共振信号;
其中,所述第二功率耦合器被配置为通过感应方式将功率信号发送至所述第一功率耦合器,所述第一功率耦合器被配置为接收所发送的所述功率信号。
2.根据权利要求1所述的线圈接口装置,其中,所述插头还包括:
线圈控制模块,其被配置为通过无线方式从所述磁共振成像设备的主体接收控制信号并且生成调谐失谐信号以控制所述线圈装置调谐或失谐。
3.根据权利要求2所述的线圈接口装置,其中,所述线圈控制模块还被配置为将表征所述线圈装置的线圈标识信息通过无线方式传输至所述磁共振成像设备的主体。
4.根据权利要求1所述的线圈接口装置,其中,所述功率信号为交流功率信号,
所述插头还包括功率转换模块,所述功率转换模块连接至所述第一功率耦合器,并且被配置为将所述第一功率耦合器从所述第二功率耦合器接收的交流功率信号转换为直流功率信号,并且将所述直流功率信号调制为所述线圈装置所需的直流电水平。
5.根据权利要求4所述的线圈接口装置,其中,所述功率转换模块包括DC-DC转换器,用于将所述直流功率信号调制为所述线圈装置所需的直流功率水平,其中,所述DC-DC转换器的参考时钟与所述磁共振成像设备的主体的参考时钟相同步。
6.根据权利要求4所述的线圈接口装置,其中,
所述第二功率耦合器被配置为接收由所述主体提供的交流功率信号和本振信号组合的组合信号,并且将所述组合信号发送至所述第一功率耦合器。
7.根据权利要求6所述的线圈接口装置,其中,所述插头还包括第一双工器,所述第一双工器连接于所述第一功率耦合器和所述功率转换模块之间,用于将所述组合信号恢复为单独的交流功率信号和本振信号,并且将恢复的所述交流功率信号传输至所述功率转换模块。
8.根据权利要求7所述的线圈接口装置,其中,所述插头还包括第二双工器,
其中,所述第二双工器连接于所述第一双工器和所述线圈装置之间,用于接收恢复的所述本振信号和将所述本振信号发送至所述线圈装置以及接收所述线圈装置发出的将磁共振信号和所述本振信号混频生成的中频信号,并且
所述第二双工器还与所述至少一个第一信号耦合器相连接,用于将接收的所述中频信号发送到所述至少一个第一信号耦合器。
9.根据权利要求8所述的线圈接口装置,其中,
所述线圈装置包括多个线圈单元,并且
所述插头还包括本振信号功率分配器,其连接于所述第一双工器和所述第二双工器之间以用于将恢复的所述本振信号分为多路本振信号,所述多路本振信号经由所述第二双工器被分配至所述线圈装置的各个线圈单元,以与各个线圈单元接收的磁共振信号混频生成所述中频信号。
10.根据权利要求1所述的线圈接口装置,其中,
所述插头包括平面的第一印刷电路板,所述第一功率耦合器以及至少一个第一信号耦合器集成在所述第一印刷电路板中;以及
所述插座包括平面的第二印刷电路板,所述第二功率耦合器以及至少一个第二信号耦合器集成在所述第二印刷电路板中。
11.一种磁共振成像设备,包括:
至少一个线圈装置,用于放置于被测对象的被测部位处或与所述被测对象的被测部位邻近地放置并且接收经由被测对象的磁共振信号;
主体;以及
至少一个根据权利要求1至10中任一项所述的线圈接口装置,其中,所述线圈接口装置的插头与所述线圈装置相连接,所述线圈接口装置的插座设置于所述主体上。
12.根据权利要求11所述的磁共振成像设备,其中,所述主体包括,
控制单元,所述控制单元被配置用于生成控制信号并且通过无线方式将所述控制信号发送至所述线圈接口装置的线圈控制模块,以控制所述线圈装置的调谐或失谐。
13.根据权利要求11所述的磁共振成像设备,其中,所述控制单元还被配置为接收表征所述线圈装置的线圈标识信息。
14.根据权利要求11所述的磁共振成像设备,其中,所述主体包括:
交流功率源,所述交流功率源连接至所述线圈接口装置的插座以用于提供交流功率信号和本振信号。
15.根据权利要求14所述的磁共振成像设备,其中,所述磁共振成像设备包括多个所述线圈接口装置,所述主体包括功率分配器以用于将所述交流功率源提供的所述交流功率信号分配给多个所述线圈接口装置。
16.根据权利要求15所述的磁共振成像设备,其中,所述主体还包括:
信号组合单元,用于根据所述本振信号和所述功率分配器分配的多个功率信号生成多个组合信号,并且将多个组合信号分别发送给多个线圈接口装置中相应的线圈接口装置。
17.根据权利要求14所述的磁共振成像设备,其中,
所述线圈装置包括混频器,所述混频器被配置为获取本振信号并根据所述本振信号和所述磁共振信号生成中频信号,所述中频信号被传输至所述线圈接口装置并且通过感应的方式从所述线圈接口装置的插头的至少一个第一信号耦合器被发送给所述线圈接口装置的插座的至少一个第二信号耦合器。
18.一种线圈装置,其中,具有与磁共振成像设备的主体非电连接式的插头,所述插头包括第一功率耦合器以及至少一个第一信号耦合器,所述插头被配置为与磁共振成像设备的主体上的插座靠近时,与所述插座感应耦合,以将所述线圈装置接收的所述磁共振成像设备中经由被测对象的磁共振信号通过感应方式发送至所述磁共振成像设备的主体,以及通过感应方式从所述主体接收功率信号。
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