CN207832994U - 用于磁共振断层成像设备的局部匀场线圈的电源、局部匀场线圈以及磁共振断层成像设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种用于磁共振断层成像设备的局部匀场线圈的电源、局部匀场线圈以及磁共振断层成像设备。所述电源具有供电线路和与供电线路电连接的多个开关调节器。开关调节器分别提供不同的电压，用于供应线性调节器，利用线性调节器分别为一个或更多个匀场线圈设置预先确定的匀场电流。

Description

用于磁共振断层成像设备的局部匀场线圈的电源、局部匀场 线圈以及磁共振断层成像设备

技术领域

本实用新型涉及一种用于局部匀场线圈的电源以及局部匀场线圈和磁共振断层成像设备。所述电源具有开关调节器。

背景技术

磁共振断层成像设备是为了对检查对象进行成像而利用外部强磁场使检查对象的核自旋定向，并且通过交变磁场激励核自旋以该定向进动的成像设备。自旋从该激励的状态进动或返回到具有较小的能量的状态又作为响应产生也称为磁共振信号的交变磁场，其经由天线接收。

借助梯度磁场对这些信号进行位置编码，位置编码随后使得接收到的信号能够与体积元素相关联。然后，对接收到的信号进行分析，并且提供检查对象的三维成像显示。

为了激励自旋的进动，需要具有在相应的静磁场强度下对应于拉莫尔频率的频率以及非常高的场强或功率的磁交变场。为了改善由天线接收的磁共振信号的信噪比，经常使用称为局部线圈的直接布置在患者上的天线。

为了最佳地进行成像，需要具有尽可能高的均匀性的静磁场。均匀性一方面受超导场线圈限制，另一方面受患者影响，从而在具有许多不同的组织类型、例如颈部、手、脚等之间的过渡的区域中，并且还由于与周围环境的分界面，由于磁导率的值改变而出现不均匀。用于减少这种不均匀的一种可能性是局部匀场线圈，将其布置在临界区域处并且通过流过电流的线圈使静磁场B0变得均匀。为此，局部匀场线圈的每个线圈绕组需要可单独调节并且高度恒定的电流。因此，每个线圈绕组需要分立的电源。然而，此外还具有用于针对感生的高频电流进行保护的外罩波陷波的多个线缆使得局部匀场线圈复杂并且昂贵。

实用新型内容

因此，本实用新型要解决的技术问题是，提供一种能够更简单地使用并且成本更低廉的局部匀场线圈。

上述技术问题通过根据本实用新型的电源以及根据本实用新型的局部匀场线圈来解决。

根据本实用新型的用于磁共振断层成像设备的局部匀场线圈的电源具有供电线路、与供电线路电连接并且具有用于对线性调节器供电的多个开关调节器输出端的多个开关调节器。供电线路与多个开关调节器电连接并且向其供应电能。在此，经由共同的馈电线向多个开关调节器中的很大一部分、例如多于四分之一、三分之一或者一半供应单个共同的电压。优选经由共同的供电线路经由两个芯线对所有开关调节器仅供应共同的供电电压。但是例如还可以想到，供电线路具有3个芯线，并且具有极性不同的两个供电电压和一个参考地。

开关调节器被设计为，在开关调节器输出端处分别向线性调节器提供不同的电压。优选开关调节器被设计为，在每一个开关调节器的预先确定的电压范围内，恒定地提供另一个电压值，使得在该预先确定的电压范围内同时提供多个不同的电压。根据本实用新型的电源具有多个具有电力供应输入端的线性调节器。线性调节器被设计为，在线性调节器输出端处分别向一个或更多个匀场线圈提供预先确定的匀场电流。特别是将例如通过模拟调节回路定时地调节电流或电压的电流或电压调节器视为线性调节器。调节回路的特性在此也可以偏离线性特征曲线。

根据本实用新型的电源的两级架构以有利的方式统一了通过开关调节器对电压的高效转换与准确的、尽可能没有交流电压分量的线性调节器的输出电压。

具有根据本实用新型的电源的根据本实用新型的局部匀场线圈共享根据本实用新型的电源的优点，因此能够高效地提供准确并且没有干扰的B0匀场磁场。

根据本实用新型的磁共振断层成像设备同样延伸了来自根据本实用新型的电源的优点，因为在磁共振断层成像设备中利用根据本实用新型的电源至少能够减少具有不同的电压源的机房和磁共振断层成像设备之间的线缆的数量。

给出其它有利实施方式。

在根据本实用新型的电源的一个可能的实施方式中，其具有多个开关元件。开关元件被设计为，将线性调节器的电力供应输入端与多个开关调节器输出端中的可选择的开关调节器输出端连接。开关元件在此例如可以是被设计为在具有场强为大于0.5T、1T、3T或者更大的B0场的环境中能够工作的继电器或者诸如MOS-FET的电子器件。

线性调节器的电力供应输入端与开关调节器输出端的可变的连接以有利的方式使得能够灵活地提供不同的电压。这使得能够在开关调节器的数量少的情况下向线性调节器高效地供应相应地尽可能良好地调整的输入电压。

在根据本实用新型的电源的一个可以想到的实施方式中，电源还具有控制器。在此，控制器被设计为，依据预先确定的匀场电流设置开关元件的开关设置。控制器在此例如也可以由各个线性调节器的多个控制器构成。

根据本实用新型的电源以有利的方式通过控制器能够自动设置开关元件，因此优化电源的能量消耗。所述电源因此可以简单地在不同的磁共振断层成像设备上使用，而不需要对软件进行调整。

在另一个实施方式中可以想到，控制器是磁共振断层成像设备的一部分，并且可以经由控制线路或者以无线的方式从电源的设置单元接收并且执行用于设置匀场电流的控制信号。

以这种方式可以保持电源尽可能简单，从而其例如对于干扰影响更不敏感。

在根据本实用新型的电源的一个可能的实施方式中，每个线性调节器具有两个电力供应接线端，其能够分别经由开关元件与不同的开关调节器输出端连接。

在此，在一个实施方式中可以想到，不同的开关调节器中的每一个开关调节器向线性调节器提供不同极性的供电电压。线圈绕组在此可以与具有接地点的接线端连接，从而两个开关调节器中的每一个分别对于电流流动的一个方向提供电流。

但是也可以想到另一个实施方式。预先确定的电流必须流过局部匀场线圈的线圈绕组，以产生希望的B0匀场磁场。在此，该电流的参考电势不重要，因此线圈绕组的两个接线端也可以处于不同于地的电势。流过局部匀场线圈的线圈绕组的电流在此优选从不同的开关调节器输出端中的第一开关调节器输出端经由线性调节器和线圈绕组流向不同的开关调节器输出端中的第二开关调节器输出端。

因此，可以以有利的方式通过合适地选择不同的开关调节器输出端处的线圈绕组的两个参考电势，借助电开关的合适的组合以及线性调节器的电力供应输入端分别与两个不同的开关调节器输出端的连接，以尽可能少的开关调节器提供大量不同的电压差。这通过这些组合可能性使得能够在开关调节器的数量尽可能小的情况下，高效地向线性调节器供应相应地尽可能良好地调整的输入电压。特别是，当根据本实用新型的电源布置在局部线圈中时，因此能够使到局部线圈的线缆的数量最小。

附图说明

其它优点和细节从下面结合附图对实施例的描述中得到。

图1以示意性图示示出了用于根据本实用新型的局部匀场线圈的根据本实用新型的电源；

图2以示意性图示示出了根据本实用新型的局部匀场线圈。

具体实施方式

图1示意性地示出了用于磁共振断层成像设备的局部匀场线圈50的根据本实用新型的电源60的一个可能的实施方式。

经由供电线路61向根据本实用新型的电源供应电力。在此，优选针对单个电压仅使用共同的芯线对。但是也可以想到，例如设置3个芯线，其中两个分别具有相对于第三芯线、即接地线路不同极性的电压。供电线路61与开关调节器62电连接，从而向所有开关调节器62馈送相同的电压。

开关调节器62是定时调节器，其借助能量存储器产生输出电压，输出电压可以小于或者也可以大于输入电压。在此，即使在降低时，电压差乘以电流得到的功率也不转换为热，而是被中间存储，从而输出电流可以大于输入电流。作为能量存储器，经常使用电感。然而，在磁共振断层成像设备周围，作为线圈铁芯的铁氧体对于成像是有害的，因此优选使用电容作为根据本实用新型的电源60的能量存储器。在此，开关调节器被设计为，使得在开关调节器输出端63相对于地电势提供不同的电压。开关调节器62的频率在此被设计为，使得谐波与对应的磁共振断层成像设备的优选的拉莫尔频率不一致。

在开关调节器输出端63和线性调节器65之间设置有由开关元件66和电连接线构成的开关网络。开关网络使得能够根据开关元件66的设置，向线性调节器65供应不同的输入电压。在图1中，为此设置控制线路68，控制线路68对于每个线性调节器65预先给定控制器64，其将线性调节器65的电流输出到局部匀场线圈50的线圈绕组。这例如可以作为针对每个控制器64编码的数字信号经由共同的控制线路68或者无线连接路径来实现。

然后，控制器64对开关元件66进行开关，使得损耗功率最小，例如使得线性调节器的供电电压仅相应地刚刚超过驱动希望的电流通过线圈绕组所需的电压。开关元件可以作为电子开关、例如作为MOS-FET实现。

在所示出的实施方式中，在此可以获得不同的开关调节器62的4个不同的电压：基本电压V0分别升高或降低电压值a和b。此外，在该实施方式中未示出，但是原则上还可以实现组合(V0+a,V0+b)或(V0-b,V0-a)。特别是对于多个局部匀场线圈50和由此所需的多个线性调节器65，可以以相对小的数量的开关调节器62高效地向多个线性调节器65提供多个电压值。在此可以想到，线圈绕组51无电势地连接，即线圈绕组51的两个接线端都不与地或者其它固定的电势固定地连接。通过线圈绕组的电流于是可以例如从第一开关调节器输出端63流过第一开关元件66、线性调节器65，流过线圈绕组51，返回到线性调节器65，流过第二开关元件66和第二开关调节器输出端63。以这种方式，能够在开关调节器63的数量相同的情况下，进一步增加向线性调节器65提供的电压或电压差的数量。

控制器65经由传感器元件67、例如分流电阻采集流动的电流，并且经由线性调节器65将其调节为希望的值。在此，还可以想到，由分离的单元承担经由控制线路进行通信的任务以及利用线性调节器65和传感器元件67的调节过程。

图2以示意性图示示出了根据本实用新型的局部匀场线圈50的一个可能的实施方式。

用于产生在空间上可调节的BO匀场磁场的线圈绕组51的矩阵设置在壳体52中。空间取向仅仅是示意性的，其可以根据局部匀场线圈50的应用不同地停止运转。例如，线圈绕组51也可以垂直地或者以其它方式在空间中相对于矩阵的平面定向。

根据本实用新型的电源60向各个线圈绕组51单独供给电力，从而B0 匀场磁场可以可变地调整。经由供电线路61向局部匀场线圈50馈送能量，并且经由控制线路68可以经由电源60的控制器64经由通过各个线圈绕组51的电流强度来调整B0匀场磁场。

即使当电源60未布置在局部线圈50的壳体中时，包括具有多个线圈绕组51的局部匀场线圈50的磁共振断层成像设备也可以从根据本实用新型的电源60获得好处。在磁共振断层成像设备的情况下，通常将电源转移到机房中，以使检查区域的环境中的电磁干扰最小，并且还使冷却简化。然后，通过电气滤波器连接线缆并且引导至磁共振断层成像设备。通过根据本实用新型的电源，还能够以有利的方式减少这些线缆的数量。

虽然通过优选实施例进一步详细示出并且描述了本实用新型，但是本实用新型不局限于所公开的示例，本领域技术人员可以从中得到其它变形，而不脱离本实用新型的保护范围。

Claims (8)

1.一种用于磁共振断层成像设备的局部匀场线圈(50)的电源，其特征在于，所述电源(60)具有：

供电线路(61)；

多个开关调节器(62)，其与供电线路(61)电连接并且具有多个开关调节器输出端(63)，其中，开关调节器(62)被设计为，在开关调节器输出端(63)处分别提供不同的电压，用于供应线性调节器(65)；

具有电力供应输入端的多个线性调节器(65)，其中，线性调节器(65)被设计为，在线性调节器输出端处分别向一个或更多个局部匀场线圈(50)提供预先确定的匀场电流。

2.根据权利要求1所述的电源，其特征在于，所述电源(60)具有多个开关元件(66)，其中，开关元件(66)被设计为，将线性调节器(65)的电力供应输入端与多个开关调节器输出端(63)中的可选择的开关调节器输出端(63)连接。

3.根据权利要求2所述的电源，其特征在于，所述电源(60)还具有控制器(64)，其中，所述控制器(64)被设计为，依据预先确定的匀场电流设置开关元件(66)的开关设置。

4.根据权利要求1或2所述的电源，其特征在于，所述电源(60)具有用于设置匀场电流的设置单元，并且设置单元被设计为，经由控制线路(68)或者以无线的方式接收并且执行用于设置匀场电流的控制信号。

5.根据权利要求2所述的电源，其特征在于，每个线性调节器(65)具有两个电力供应接线端，其能够分别经由开关元件(66)与不同的开关调节器输出端(63)连接。

6.一种局部匀场线圈，其特征在于，所述局部匀场线圈(50)具有多个线圈绕组(51)和根据权利要求1至5中任一项所述的电源(60)。

7.根据权利要求6所述的局部匀场线圈，所述局部匀场线圈具有根据权利要求5所述的电源，其特征在于，线圈绕组(51)与线性调节器(65)和不同的开关调节器输出端连接，使得电流从不同的开关调节器输出端中的第一开关调节器输出端经由线性调节器(65)和线圈绕组(51)流向不同的开关调节器输出端中的第二开关调节器输出端。

8.一种磁共振断层成像设备，其特征在于，所述磁共振断层成像设备具有根据权利要求1至5中任一项所述的电源(60)以及具有多个线圈绕组(51)的局部匀场线圈(50)。