CN210572692U - 应用于磁共振系统的馈通滤波器和磁共振系统 - Google Patents

Abstract

本申请涉及一种应用于磁共振系统的馈通滤波器和磁共振系统，包括屏蔽壳、电路板和滤波元件，所述滤波元件设置在所述电路板上，并通过电路板走线互连；所述屏蔽壳罩设于所述滤波元件外侧。本申请通过将馈通滤波器设置在电路板上，一方面减小了馈通滤波器的体积，另一方面，匀场放大器和馈通滤波器之间不需要线缆连接，以上两个方面均能大幅度降低成本，而且还可以提高馈通滤波器和磁共振系统的稳定性。

Description

应用于磁共振系统的馈通滤波器和磁共振系统

技术领域

本申请涉及医疗领域，特别是涉及一种应用于磁共振系统的馈通滤波器和磁共振系统。

背景技术

匀场放大器安装在磁共振成像系统的设备间，驱动匀场线圈以补偿B0场二阶及以上阶次的畸变。为了隔断放大器对扫描间的干扰，需在设备间和扫描间的墙上安装馈通滤波器。

传统地，如图1所示，通常将馈通滤波器独立于匀场电源设计，其内部采用π型或LC型及其级联拓扑，成本较高，整体体积较大。其中，电感由螺杆上套磁环实现，而电容由压接的穿心电容或焊接的电容实现，容易受到热胀冷缩的影响而出现接触不良，并且容易因螺杆的旋转而导致焊接点断裂，因而都存在可靠性问题。其次，在匀场功放和馈通滤波器之间需要较长的线缆，线缆之间的连接需要可靠屏蔽，成本同样不可忽略。

实用新型内容

本申请提供一种应用于磁共振系统的馈通滤波器和磁共振系统，可以提高设备的可靠性且可以降低馈通滤波器的体积和成本。

一种应用于磁共振系统的馈通滤波器，所述馈通滤波器包括屏蔽壳、电路板和滤波元件，所述滤波元件设置在所述电路板上，并通过电路板走线互连；所述屏蔽壳罩设于所述滤波元件外侧。

在一实施例中，所述滤波元件包括：磁珠或电感中的至少一种。

在一实施例中，所述电感包括空芯电感或带磁芯电感。

在一实施例中，所述滤波元件包括：电容。

在一实施例中，所述电容包括无感贴片电容或无感直插电容中的至少一种。

在一实施例中，所述滤波元件包括LC电路、π型电路中的至少一种。

在一实施例中，所述滤波元件包括至少两级串联电路。

一种磁共振系统，包括匀场放大器、匀场线圈和电源，还包括上述的馈通滤波器；

所述匀场放大器分别与所述馈通滤波器以及电源连接，用于对所述电源进行变换，并将变换后的电量传输至馈通滤波器；

所述馈通滤波器与匀场线圈连接，用于对变换后的电量进行滤波处理，并将所述滤波后的电量传输至匀场线圈，为所述匀场线圈供电。

在一实施例中，所述匀场放大器和所述馈通滤波器集成设置。

在一实施例中，所述匀场放大器和所述馈通滤波器设置在同一电路板上，且所述匀场放大器和所述滤波器通过电路板走线连接。

本申请实施例提供的应用于磁共振系统的馈通滤波器和磁共振系统，包括屏蔽壳、电路板和滤波元件，所述滤波元件设置在所述电路板上，并通过电路板走线互连；所述屏蔽壳罩设于所述滤波元件外侧。通过将馈通滤波器设置在电路板上，一方面减小了馈通滤波器的体积，另一方面，匀场放大器和馈通滤波器之间不需要线缆连接，以上两个方面均能大幅度降低成本，而且还可以提高馈通滤波器和磁共振系统的稳定性。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为一实施例提供的传统馈通滤波器的结构示意图；

图2为一实施例提供的应用于磁共振系统的馈通滤波器的结构示意图；

图3为一实施例提供的馈通滤波器的拓扑示意图；

图4为一实施例提供的磁共振系统的结构示意图。

具体实施方式

为了便于理解本申请，为使本申请的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本申请的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本申请，附图中给出了本申请的较佳实施方式。但是，本申请可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施方式。相反地，提供这些实施方式的目的是使对本申请的公开内容理解的更加透彻全面。本申请能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本申请内涵的情况下做类似改进，因此本申请不受下面公开的具体实施例的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本申请的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。在本申请的描述中，“若干”的含义是至少一个，例如一个，两个等，除非另有明确具体的限定。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于限制本申请。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

图2为一实施例提供的应用于磁共振系统的馈通滤波器的结构示意图，如图2所示，馈通滤波器120包括屏蔽壳、电路板100和滤波元件101，所述滤波元件101设置在所述电路板100上，并通过电路板走线互连；所述屏蔽壳罩设于所述滤波元件101外侧，用于保护馈通滤波器。所述屏蔽壳可以为圆筒状的金属壳体，也可以是其他形状，本实施例不作具体限定。

本实施例提供的馈通滤波器基于电路板设计，打破了传统的馈通滤波器的固有结构，可以大幅度降低馈通滤波器的成本。本申请提供的馈通滤波器的成本大约是传统馈通滤波器成本的1/16。

另外，由于传统的馈通滤波器为机械连接的结构，因此很难将多个馈通滤波器集成在一起。即使将多个滤波器机械地集成在一起，将耗费高昂的成本且集成化的体积明显增大。本申请将馈通滤波器设置在电路板上，更容易地实现在同一电路板上集成多个馈通滤波器，且成本较低；另外还可以大幅度降低多个馈通滤波器集成后的体积。

在一实施例中，所述滤波元件101包括LC电路、π型电路中的至少一种。在本实例中，馈通滤波器120采用LC电路。

在一实施例中，如图2所示，所述滤波元件101包括：磁珠或电感中的至少一种。

磁珠专用于抑制信号线、电源线上的高频噪声和尖峰干扰，还具有吸收静电脉冲的能力，可以吸收超高频信号。磁珠具有很高的电阻率和磁导率，等于电阻和电感串联，但电阻值和电感值都随频率变化。磁珠型号可以根据磁珠的阻抗频率曲线进行选择，通过磁珠的阻抗频率曲线选择在希望衰减噪声的频率范围内具有最大阻抗，而在低频和直流信号衰减尽可能小的磁珠型号。

在一实施例中，选择贴片磁珠，贴片磁珠是由铁氧体材料和导体线圈组成的叠层型独石结构。选择贴片磁珠的好处在于小的封装尺寸，能够满足实际空间的要求。

在一实施例中，电感包括空芯电感或带磁芯电感。由于馈通滤波器120中LC电路的电感和电容的寄生参数模型超过自谐振频率后，电感将主要呈现容性，电容将主要呈现感性，此时馈通滤波器120将从低通特性变成高通特性，从而会影响馈通滤波器120的滤波效果。

在本申请的一实施例中，为了避免带磁芯的电感在高频呈容性，采用磁珠或空芯电感中的至少一种替代带磁芯的电感。

本实施例将磁珠或空芯电感中的至少一种设置在馈通滤波器120中，可以使馈通滤波器120的寄生参数尽量小，滤波效果更好。

在一实施例中，所述滤波元件101包括电容，通过电容对信号进行滤波。

在一实施例中，所述电容包括无感贴片电容或无感直插电容中的至少一种。

采用无感贴片电容或无感直插电容中的至少一种对信号进行滤波，例如可以仅采用无感贴片电容或无感直插电容，也可以采用无感贴片电容和无感直插电容串联，从而可以减小寄生电感，从而减小了馈通滤波器120的寄生参数，使馈通滤波器120的滤波效果更好。

在一实施例中，所述馈通滤波器120包括电感和电容，所述电感和电容集成设置。将选择好的电感和电容组合集成在馈通滤波器120中，电感和电容组合可以包括：贴片磁珠和无感贴片电容组合、贴片磁珠和无感直插电容组合、空芯电感和无感贴片电容组合、空芯电感和无感直插电容组合、磁珠和空芯电感串联后再与电容组合等等。将馈通滤波器120包括电感和电容集成设置，可以更方便使用。

电容的材质包括陶瓷材质或薄膜材质中的至少一种，电容的材质本实施例不作限定。

在一实施例中，所述滤波元件101包括至少两级串联电路。例如可以是两级、三级或四级等多级串联电路。通常串联电路的级数越多，馈通滤波器120的插损越强，滤波效果越好。多级串联电路的连接关系可以为：前一级电路的输出端与后一级电路的输入端连接。本实施例中，如图3所示，串联电路为多级LC电路串联。且每一级LC电路包括第一LC电路和第二LC电路，且第一LC电路和第二LC电路串联。第一LC电路和第二LC电路串联的公共端接地。可以理解的是，串联电路也可以是多级π型电路、LC电路和π型电路串联等形式。

图4为一实施例提供的磁共振系统的结构示意图，如图4所示，磁共振系统包括匀场放大器110、匀场线圈130和电源，还包括上述的馈通滤波器120。

所述匀场放大器110分别与所述馈通滤波器120以及电源连接，用于对所述电源进行变换，并将变换后的电量传输至馈通滤波器；

所述馈通滤波器120与匀场线圈130连接，用于对变换后的电量进行滤波处理，并将所述滤波后的电量传输至匀场线圈，为所述匀场线圈130供电。

匀场放大器110通常安装在磁共振成像系统的设备间。匀场放大器110的一端与电源连接，匀场放大器110的另一端通过馈通滤波器120与匀场线圈130连接。匀场放大器110接收到电源输出的电压并进行变换处理，本实施例中，变换处理通常为降压处理。并将降压后的电压通过馈通滤波器120传输至匀场线圈130，以驱动匀场线圈130补偿B0场二阶及以上阶次的畸变。

为了隔断匀场放大器110对扫描间的干扰，需在设备间和扫描间之间安装馈通滤波器120，以对匀场放大器110发射的信号进行滤波，进而减小对扫描间的干扰。馈通滤波器120是一种主要用于抑制高频谐波对信号、电源线等干扰的滤波器件，通常由串联电抗器和并联电容器组成的低通滤波电路，它能让低频的有用信号顺利通过，因此馈通滤波器120具有非常好的高频滤波效果。馈通滤波器120最重要的技术指标是对干扰的抑制能力，常常用所谓的插入损耗(Insertion Loss)来表示，它的定义是：在没有接入滤波器时从干扰源传输到负载的功率P1和接入滤波器后从干扰源传输到负载的功率P2之比。

在一实施例中，如图4所示，所述匀场放大器110包括功率电路和滤波电路；所述功率电路通过所述滤波电路与所述馈通滤波器120连接，所述滤波电路用于对变换后的电压进行第一滤波处理，并将第一滤波处理后的电压传输至所述馈通滤波器120；

所述馈通滤波器120用于对第一滤波处理后的电压进行第二滤波处理，并将第二滤波处理后的电压传输至匀场线圈130，为所述匀场线圈130供电。

具体地，功率电路包括多个开关管，本实施例中，功率电路包括四个开关管，分别是第一开关管Q1、第二开关管Q2、第三开关管Q3和第四开关管Q4。其中，第一开关管Q1和第二开关管Q2串联组成第一串联支路，与电源连接，第三开关管Q3和第四开关管Q4组成第二串联支路，并与第一串联支路并联。滤波电路包括两个LC电路，分别是第三LC电路和第四LC电路，且第三LC电路和第四LC电路串联。第三LC电路中的电感与第一开关管Q1、第二开关管Q2的连接端连接；第四LC电路中的电感与第三开关管Q3、第四开关管Q4的连接端连接，第三LC电路中的电容和第四LC电路中的电容的公共端接地。

在一实施例中，所述匀场放大器和所述馈通滤波器集成设置。

第一级电路的一端与第三LC电路中的电容、电感的公共端连接，第一级电路的另一端与第四LC电路中的电容、电感的公共端连接，从而实现馈通滤波器120与匀场放大器110的集成设置。最后一级电路的输出端与匀场线圈130连接，用于将多级电路滤波后的电压传输至匀场线圈130，为所述匀场线圈130供电。

本申请中，匀场放大器110和馈通滤波器120集成设置，例如可以将匀场放大器110以及所述馈通滤波器120设置在同一电路板上，且所述匀场放大器和所述滤波器通过走线连接。一方面可以减小磁共振系统的体积，另一方面，匀场放大器110和馈通滤波器120不需要线缆连接，节省匀场放大器110和馈通滤波器120之间的连接线缆的成本，且还可以提高磁共振系统的稳定性。

可以理解的是，所述匀场放大器110以及所述馈通滤波器120可以设置在同一结构里，例如设置在同一机箱内，只要可以使匀场放大器110以及所述馈通滤波器120集成在一起，不再需要线缆连接匀场放大器110和馈通滤波器120即可。

在一实施例中，匀场放大器110和馈通滤波器120集成设置还可以为低通与馈通的融合。磁共振系统中通常需要对电源输出的电量进行低通滤波和馈通滤波的处理，本实施例通过将匀场放大器110中的滤波电路的参数进行调整，使匀场放大器110可以同时实现低通滤波和馈通滤波的功能，从而不再需要单独设置馈通滤波器120来实现滤波功能，实现了匀场放大器110和馈通滤波器120的完全融合。可以理解的是，也可以通过单独设置馈通滤波器120，然后对馈通滤波器120的参数进行调整，使馈通滤波器120可以实现低通滤波和馈通滤波的功能，从而匀场放大器110中可以不括滤波电路，此种方式也可以实现匀场放大器110和馈通滤波器120的完全融合，即同一电路实现低通滤波和馈通滤波的功能，从而可以进一步降低成本。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本申请的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对申请专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。因此，本申请专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种应用于磁共振系统的馈通滤波器，其特征在于，所述馈通滤波器包括屏蔽壳、电路板和滤波元件，所述滤波元件设置在所述电路板上，并通过电路板走线互连，所述屏蔽壳罩设于所述滤波元件外侧。

2.根据权利要求1所述的馈通滤波器，其特征在于，所述滤波元件包括：磁珠或电感中的至少一种。

3.根据权利要求2所述的馈通滤波器，其特征在于，所述电感包括空芯电感或带磁芯电感。

4.根据权利要求1所述的馈通滤波器，其特征在于，所述滤波元件包括：电容。

5.根据权利要求4所述的馈通滤波器，其特征在于，所述电容包括无感贴片电容或无感直插电容中的至少一种。

6.根据权利要求1-5任一项所述的馈通滤波器，其特征在于，所述滤波元件包括LC电路、π型电路中的至少一种。

7.根据权利要求6所述的馈通滤波器，其特征在于，所述滤波元件包括至少两级串联电路。

8.一种磁共振系统，包括匀场放大器、匀场线圈和电源，其特征在于，还包括权利要求1至7任一项所述的馈通滤波器；

所述匀场放大器分别与所述馈通滤波器以及电源连接，用于对所述电源进行变换，并将变换后的电量传输至馈通滤波器；

所述馈通滤波器与匀场线圈连接，用于对变换后的电量进行滤波处理，并将所述滤波后的电量传输至匀场线圈，为所述匀场线圈供电。

9.根据权利要求8所述的磁共振系统，其特征在于，所述匀场放大器和所述馈通滤波器集成设置。

10.根据权利要求9所述的磁共振系统，其特征在于，所述匀场放大器和所述馈通滤波器设置在同一电路板上，且所述匀场放大器和所述滤波器通过电路板走线连接。

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