NL9301319A - MRI RF-aardschakelaarsamenstel. - Google Patents

Description

MRI RF-aardschakelaarsamenstel.

De onderhavige uitvinding heeft betrekking op radiofrequente inf er ent i esmor en (RFI-smoren) ontworpen om de stroom van RF-stoorstromen langs het uitwendige van een buitenste coaxiale kabelgeleider te voorkomen. De uitvinding vindt bijzondere toepassing bij een verbeterd systeem voor magnetische resonantieafbeelding (MRI) waar het RFl-smoorsamenstel voor coaxiale kabels toegepast wordt in verbinding met tenminste één RF-coaxiale kabel-transmissielijn gebruikt om MRI-verwerkingsschakelingen te koppelen met een op afstand geplaatste RF-spoelsamenstel (bijvoorbeeld, geplaatst in een nucleaire magnetische resonantiepolariserende magneet, magnetische gradiëntspoe-len en dergelijke).

Het probleem van RF-stoorstromen die geleid worden op het uitwendige van RMI RF-coaxiale kabeltrans-missielijnen werd eerder opgemerkt en aangesneden in het Amerikaanse octrooischrift 4.682.125. Het wordt ook aangenomen dat dit probleem aangesneden is door eerdere commerciële inrichtingen (bijvoorbeeld, de "QD Brain Coil" van Toshiba tenminste in Japan gedurende meer dan één jaar op de markt gebracht) die gebruik hebben gemaakt van een fabriekingestelde afstemcondensator (in plaats van een beweegbare geleiderkern) voor een enkelkanaals RF-schake-laarschakelingendoos bevestigd op een MRI RF-spoel. Het blijkt uit beschikbare tekst dat de condensator verbonden is aan aardpotentiaal van het gedrukte schakelingenbord en dat ze hermetisch opgenomen is in een geleidende omhul-lingsdoos met ongeveer de volgende afmetingen 5 x 3,2 x 3,8 cm. Een dergelijke afzonderlijke schakelaar wordt gebruikt voor elk QD-spoelkanaal en ze zijn ongeveer 20 cm van elkaar gescheiden. Coaxiale connectoren worden gemonteerd op de hermetisch afgesloten geleidende doos (zie figuur 2B).

In het Amerikaanse octrooischrift 4.682.125 wordt een MRI RF-smoor gerealiseerd door het vormen van een gewikkelde sectie van flexibel coaxiale kabeltransmis-sielijn met een geconcentreerde en vaste condensator verbonden aan de coaxiale vlechting parallel over de spoel. Een geleidende afstemstaaf is in het centrum van de gewikkelde coaxiale kabelsectie geplaatst om de parallelle resonantiefrequentie naar een gewenste waarde te trimmen. Een uitvoeringsvorm beschreven in het Amerikaanse octrooischrift 4.682.125 resulteerde in een enkelkanaals RF-smoorsamenstel van ongeveer 15 cm lang en ongeveer 3,8 cm uitwendige diameter. Een dergelijk omvangrijk RFI-samen-stel is slecht geschikt voor directe plaatsing in of op een MRI RF-spoel. Onderling verbindende RF-kabels zijn op zijn zachtst gezegd onhandig en zijn eenvoudig te beschadigen door foutieve hantering gedurende gebruik of tijdens verwisseling van RF-spoelsamenstellen (bijvoorbeeld, waarbij typisch het afschroeven van een omlaaghangende omvangrijke eenheid nodig is).

Zelfs indien de afmeting van de bekende RF-aardschakelaar zoveel als mogelijk verkleind wordt, is de schakeling nog steeds te groot voor optimaal gebruiksgemak en zijn er ook nog andere problemen. Bijvoorbeeld, wordt in de genoemde uitvoeringsvorm van het Amerikaanse octrooischrift 4.682.125 de afstemming bereikt door een geleidende staaf in de inductor te schuiven en dit is bij bepaalde soorten spoelen zeer moeilijk. Bovendien, dienen de coaxiale kabels afkomstig van de MRI RF-spoelen vaak in een bundel bij elkaar gebracht te worden voor accepteerba-re werking en/of onderhoud. Daar de relatief grote bekende aardschakelaars typisch geplaatst zijn op ten hoogste een kleine afstand van de RF-spoel zelf met transmissielijnen naar de RF-spoelen bij het afbeeldingsvolume, leidt deze bundel kabels vaak tot vermindering van de kwaliteitsfac-tor Q geassocieerd met de parallelle resonerende afgestemde RF-aardschakelaarschakelingen. Aldus wordt de gewenste RF-"aardschakelaar" isolatiefunctie zelf benadeeld.

Het is gebleken bij de QD Brain Coil enkel kanaalsschakelaars van Toshiba dat de aardschakelaars op grote afstand van elkaar geplaatst zijn in het RF-spoelap-paraat en verder geïsoleerd zijn door afzonderlijke hermetisch afgesloten geleidende omhullingen.

Deze problemen leiden ons tot een nieuw meer compact en efficiënt RF-aardschakelaarontwerp voor MRI-toepassingen. In ons nieuwe ontwerp, nemen wij bijvoorbeeld een variabele condensator op om de parallele resonante aardschakelaarschakeling eenvoudiger en betrouwbaarder af te stemmen op het gewenste frequentiebereik. Bovendien, treden door het klein genoeg maken van het aar dschake laar samenstel om rechtstreeks op of in de RF-spoel (bijvoorbeeld, in een "QD" of kwadratuurdetectie-hoofdspoel), alleen gebundelde RF-transmissielijnen benedenstrooms van het RFI-smoorsamenstel op, aldus Q verminder ingsproblemen vermijdend.

Daar vele MRI RF-spoelstructuren in feite een aantal spoelen bevatten (bijvoorbeeld een paar kwadra-tuur-detectiespoelen in een typische hoofdspoel) vormt onze bevoorkeurde uitvoeringsvorm in feite een dubbele aardschakelaar gevormd op een enkel gedrukt schakelingensubstraat. Ongewenste koppeling tussen de dicht bij elkaar geplaatste aardschakelaarsamenstellen wordt geneutraliseerd of opgeheven door geschikte koppelingscapaciteit tussen de kanalen. Er is geen noodzaak voor uitgebreide hermetische afscherming of dergelijke.

De enkele of dubbele (of meerdere) RF-kanaalaardschakelaars worden bij voorkeur gevormd op een enkel gedrukt schakelingenbord (PCB). Aanvullend, wordt de gedrukte schakelingenbordstructuur bij voorkeur dubbelzijdig uitgevoerd zodat enkele van de aardschakelaarcompo-nenten op beide zijden van de gedrukte schakelingenbordstructuur geplaatst kunnen zijn. In de bevoorkeurde uitvoeringsvormen, worden standaard RF-coaxiale kabelconnec-toren (in PCB-uitsparingen) gemonteerd op gedrukte schake-linggeleidende banen op beide zijden van het gedrukte schakelingenbord (aldus dienende om de onderlinge verbinden van beide zijden van het gedrukte schakelingenbord te bevorderen terwijl tegelijkertijd een compacte en robuuste montering voor een RF-connector verschaft worden).

Wij hebben verscheidene uitvoeringsvormen van een enkelkanaalsaardschakelaar ontworpen. Een eerste rechte enkelkanaalstype is voorzien van RF-coaxiale con-nectoren geplaatst op tegenovergelegen zijden of einden van de gedrukte schakelingenbordstructuur. Een tweede "gebogen" enkelkanaalstype is voorzien van RF-connectoren die uitsteken van dezelfde zijde van het gedrukte schakelingenbord. Grotendeels functioneren zij evengoed hoewel in sommige gevallen waargenomen wordt dat de gebogen enkelkanaalsaardschakelaar in feite beter kan functioneren. Het is gebleken dat de kwaliteitsfactor Q van een MRI RF-spoel die deze nieuwe aardschakelaars gebruikt beter is dan die wanneer bekende aardschakelaars gebruikt worden. Bovendien vertonen de nieuwe aardschakelaars een veel lager invoegverlies dan de bekende aardschakelaars. Bijvoorbeeld, vertonen de nieuwe aardschakelaars invoegver-liezen in de orde van grootte van ongeveer 0,070 dB, terwijl bekende aardschakelaars invoegverliezen vertonen in de orde van grootte van 0,110 dB tot 0,141 dB.

Het zal voor een vakman duidelijk zijn, dat een condensator met een relatief hoge spanning gebruikt dient te worden voor MRI-toepassingen. Bijvoorbeeld, wordt geschat dat de condendatoren die gebruikt worden in staat dienen te zijn om tenminste 600 volt te weerstaan voor een 2 kilowatt RF MRÏ-schakeling. Natuurlijk, kunnen aan dergelijke spanningsvereisten voldaan worden door ofwel een enkele condensator voor hoge spanning of een aantal in serie verbonden condensatoren voor lagere spanning te gebruiken. Wanneer in serie verbonden variabele condensatoren met ongeveer dezelfde spanningswaarden gebruikt worden, dienen zij ongeveer met dezelfde hoeveelheden ingesteld te worden om de verdeelde spanning over de twee condensatoren zo uniform als mogelijk te handhaven.

Om interferentie tussen de twee kanalen van een "dubbele" (of meerkanaals) aardschakelaar te verminderen, wordt een neutraliserende condensator (of condensatoren) tussen de aardschakelaars gekoppeld.

De MRI RF-aardschakelaars volgens de uitvinding hebben een zodanig kleine afmeting en zijn zodanig compact dat ze op of in een MRI RF-spoel geplaatst kunnen worden. Ze worden eenvoudig vervaardigd, afgestemd en gehanteerd. Twee of meerdere aardschakelaars kunnen in een zeer kleine ruimte geplaatst worden. Ze zijn bovendien zeer stabiel in prestatie en kunnen vervaardigd worden onder gebruikmaking van PCB samen met de MRI RF-spoel zelf en zonder de noodzaak voor uitgebreide hermetische afscherming .

Deze alsmede andere doelen en voordelen van de uitvinding zullen meer volledig begrepen worden door de hierna volgende gedetailleerde beschrijving van uitvoeringsvormen volgens de uitvinding aan de hand van de bijgaande tekeningen, waarin: figuur 1 een schematische weergave is van een bekend MRI-systeem dat gebruik maakt van een bekende MRI RF-smoor; figuur 2A een meer gedetailleerde weergave is van de bekende MRI RFl-smoorconstructie getoond in figuur 1; figuur 2B een andere bekende MRI RFI-smoor toont, die gebruik maakt van een variabele afstemcapaci-teit, figuur 3 een schematische weergave is van een verbeterd MRI-systeem gebruikmakend van de RFI-smoor volgens de uitvinding wanneer samen geplaatst met de RF-spoelstructuur; figuur 4 een schematische weergave is van een enkelkanaals RFI-smoor in overeenstemming met de uitvinding; figuren 5A-5D boven- en onderaanzichten zijn van een "rechte" enkelkanaalsaardschakelaar (en van diens gedrukte schakelingenbord-geleidende banen) in overeenstemming met een eerste uitvoeringsvorm van de uitvinding; figuren 6A-6D boven- en onderaanzichten zijn van een "gebogen" enkelkanaalsaardschakelaar (en van diens gedrukte schakelingenbord-geleidende banen) in overeenstemming met een tweede uitvoeringsvorm van de uitvinding; figuur 7 een schematische weergave is van een dubbelkanaals RF-aardschakelaar in overeenstemming met een verdere uitvoeringsvorm van de uitvinding; en figuren 8A-8D boven- en onderaanzichten zijn van een dubbele aardschakelaar (en van diens gedrukte schakelingenbordbanen) volgens een derde uitvoeringsvorm van de uitvinding.

In figuur 1 wordt het bekende systeem volgens het Amerikaanse octrooischrift 4.682.125 getoond. Zoals weergegeven bevat een MRï-systeem typisch een zeer grote NMR-polariserende magneet (bijvoorbeeld een permanente magneet, een electromagneet of een combinatie daarvan) en gradiëntspoelen 10. De magnetische gradiëntspoelen zijn typisch gepulst om verschillende gradiëntvelden te verschaffen op verschillende tijden in het afbeeldingspro-ces terwijl een grote nominale statische magneet een achtergrond polariserend veld opwekt voor NMR-kernen. Geplaatst in dit relatief massieve samenstel 10 is tenminste één RF-spoelstructuur 12 die via transmissielijn 14 communiceert met externe RF-transmissie en ontvangstscha-kelingen 16. Geschikte stuurschakelingen 18 sturen de magnetische gradiëntspoelen alsmede het RF-zend/ontvangge-deelte 16, en MRI-beeldverwerker 20 en, mogelijkerwijs, zelfs een weergave-uitgang 22. Zoals duidelijk zal zijn voor een vakman, worden subsystemen 16, 18, 20 en 22 typisch buiten een afgeschermde opslagkamer geplaatst die de magneet en magnetische gradiëntspoelen 10 bevat. Dienovereenkomstig, is transmissielijn 10 verscheidene meters lang.

De gewenste MRI RF-signalen worden verzonden binnen coaxiale kabel 14. Echter, zoals eerder aangegeven, kunnen RF-strooivelden van voorafbepaalde frequentie (bijvoorbeeld binnen ongeveer 500 KHz van een 15 MHz centrale frequentie voor een 0,35 Tesla hoofdmagnetisch veld B0) naar het uitwendige van de coaxiale kabel 14 koppelen en aldus het MRI-proces vervuilen. De bekende RFI-smoor 24 is dientengevolge in serie ingebracht in de coaxiale kabel 14 teneinde in hoofdzaak de stroom van dergelijke stoorsignalen te voorkomen.

Zoals echter in figuur 1 weergegeven, is de bekende RFI-smoor 24 typisch verbonden aan de RF-spoel-structuur 12 via een aanzienlijk lange transmissielijn 26. De RFI-smoor 24 kan bijvoorbeeld permanent geplaatst zijn in de nabijheid van een rand van de hoofdmagneetkamer terwijl een paar meter verbindende kabel 26 mobiliteit aan de RF-spoelstructuur 12 verschaft. Waar meerdere RF-spoe-len 12 gebruikt worden (bijvoorbeeld een paar kwadratuur-detectiespoelen die typisch gebruikt worden voor hoofdafbeelding) , lopen een paar kabels 26 in dichte nabijheid van elkaar (en onderworpen aan variabele bundeling wanneer een of beide van de RF-spoelstructuur 12 en RFI-smoor 24 ten opzichte van de andere bewogen wordt) en werden Q-verminderingseffecten opgemerkt (alsmede de relatief moeilijke afstemming van de bekende RFI-smoor zoals weergegeven in figuur 2A waarin de parallelle resonante schakeling van geconcentreerde condensator 62 en coaxiale inductoren 60 door beweging van een geleidende staaf 64 afgestemd werd).

Hoewel de bekende enkelkanaalsaardschakel-aar van Toshiba (weergegeven in figuur 2B) blijkbaar enkele van deze problemen behandelt (zij zijn bijvoorbeeld gemonteerd in of op de QD-spoelstructuur) biedt deze bekende schakelaar geen optimale oplossing in alle opzichten.

Zoals weergegeven in figuur 3, wordt een verbeterd MRI-systeem gerealiseerd door het opnemen van onze nieuwe RFl-smoor 100 direct met de RF-spoelstructuur 12 aldus elke transmissielijn 26 van aanzienlijke lengte eliminerend die anders samengebundeld dienen te worden of onderworpen zijn aan aanzienlijke interkanaalkoppelingsef-fecten. zoals weergegeven in het schematische diagram van figuur 4, bevat elk kanaal van de RF-aardschakelaar 100 een parallelle resonante schakeling van de gewikkelde uitwendige geleider van coaxiale kabel 102 parallel verbonden met een vaste capaciteit en een variabele afstemca-paciteit 104. Op deze manier, kan afstemming van elke RF-aardschakelaarkanaal meer eenvoudig bereikt worden. Bovendien, daar er geen behoefte is aan hermetische afscherming, kan de afstemcapaciteit op elke tijd optimaal ingesteld worden, inclusief veldaanpassingen gedurende de levensduur van het MRI-systeem.

Figuren 5A en 5B geven boven- en onderaanzichten van een eerste enkelkanaalsuitvoeringsvorm van onze nieuwe RF-aardschakelaar weer. Zoals duidelijk zal zijn kan een dergelijke aardschakelaar gezien worden als een parallelle resonante LC-schakeling (zie figuur 4) geconstrueerd op een gedrukt schakelingenbord 200. Conventionele RF-coaxiale kabelconnectoren 202 en 204 kunnen gebruikt worden om verbindingen te vereenvoudigen met de RF-spoel en transmissielijn 14. Uitsparingen 206 en 208 voor de RF-coaxiale connectoren worden in tegenovergelegen einden van het gedrukte schakelingenbord 200 gesneden (voor een populaire BNC-connectorafmeting kunnen de uitsparingen ongeveer 1 cm vierkant zijn). De boven- en onderoppervlakken van het gedrukte schakelingenbord 200 worden weergegeven zonder bevestigde componenten in figuren 5C en 5D zodat gedrukte schakelinggeleiderbanen 250 en 252 op de bovenzijde en geleidende banen 254 en 256 op de onderzijde van het gedrukte schakelingenbord 200 eenvoudiger gezien kunnen worden.

Wanneer eenmaal beide zijden van het gedrukte schakelingenbord 200 geëtst zijn, kunnen de respectievelijk corresponderende boven- en onderschakelinggelei- derbanen 250 en 254 aan één einde van het gedrukte schakelingenbord 200 onderling verbonden worden door soldeer-strippen van dun koper langs de gedrukte schakelingenbord-zijden of door het verschaffen van een voldoend aantal van verbindingen om een goede RF-verbinding tussen corresponderende boven- en onderschakelinggeleiderbanen te verschaffen en/of door het solderen van de uitwendige geleider van coaxiale connector 202 op beide schakelingbanen. Bovenste en onderste gedrukte schakelingenbanen 252 en 256 aan het andere einde van het gedrukte schakelingenbord 200 worden analoog verbonden. In de bevoorkeurde uitvoeringsvorm, worden tevens aanvullend stroken van (bij voorkeur dikker) koper 260, 262 in positie op de achterzijde van het gedrukte schakelingenbord 200 gesoldeerd teneinde de connectoren 202, 204 te ondersteunen. De uitwendige van draad voorziene zijden van de connector zijn gesoldeerd aan de koperen geleidende banen van de gedrukte schakeling op beide zijden van de PCB.

Inductor 102 is voorzien van de uitwendige geleider van de gewikkelde coaxiale kabel. Voor de uitvoeringsvormen van enkelkanaalsaardschakelaars, gebruiken wij elf volledige wikkelingen van 0,2 cm diameter halfstijve kabel (Soft-Form BP 50085). De kabel kan eerst gewikkeld worden rond een cilinder met een diameter van 1,27 cm, waarbij één wikkeling de volgende aanraakt voor elf volledige wikkelingen. Ongeveer 2,5 cm kabel kan aan elke zijde overgelaten worden om varkensstaartvormige, axiaal gerichte, einden 270, 272 te vormen. De uitwendige kabelgelei-dereinden worden aan gedrukte schakelingbanen 250, 252 gesoldeerd terwijl de uitstekende inwendige geleider blootgelaten wordt aan elk einde en gesoldeerd wordt aan de respectievelijke corresponderende inwendige geleider van coaxiale kabelconnectoren 202, 204 zoals weergegeven in figuur 5A. Om een correcte afstand tussen de wikkelingen te verkrijgen na de initiële spoelvorming rond de cilinder met rakende wikkelingen, kan een mes of dunne schroevedraaier gebruikt worden om elke wikkeling van de volgende te scheiden. Teneinde een uniforme plaatsing te verkrijgen, kan de spoel opnieuw rond de vormcilinder geplaatst worden en zoveel als mogelijk samengedrukt worden. De gerede inductor dient ongeveer 1,6 cm in diameter te zijn en de elf wikkelingen dienen ongeveer 3,8 cm lang te zijn in deze uitvoeringsvorm.

Hoewel het mogelijk is om een enkele variabele condensator te gebruiken voor afstemdoeleinden, gebruikt de bevoorkeurde uitvoeringsvorm een vaste condensator 106 (bijvoorbeeld een 150 pf-condensator verkrijgbaar van Murata Erie EFPI 15IJ) samen met een parallelver-bonden variabele condensator 104 (bijvoorbeeld een 15-60 pf-condensator verkrijgbaar van Murata Erie DV11 PS60Q).

De uitvoeringsvorm is bemeten om samen te werken met een MRI-systeem met een hoofdpolariserend magnetisch veld van ongeveer 0,35 Tesla die proton NMR RF-frequenties produceert in de orde van grootte van 15 MHz.

Een tweede enkelkanaals RF-aardschakelaar-uitvoeringsvorm is weergegeven in figuren 6A-6D. Deze uitvoeringsvorm is analoog aan die van figuren 5A-5D en gelijke verwijzingscijfers zijn gebruikt om gelijke onderdelen aan te geven (met een accent toegevoegd om veranderingen die aangebracht zijn aan te geven om de connectoren 202 en 204 te oriërenteren op een enkele zijde van het gedrukte schakelingenbord 200').

Een tweekanaals of dubbele RF-aardschakel-aaruitvoeringsvorm is schematisch weergegeven in figuur 7. Het eerste kanaal is links in de figuur weergegeven terwijl het tweede kanaal rechts in de figuur weergegeven is. Elk kanaal bevat een gewikkelde coaxiale kabel 700 (waarvan de uitwendige geleider een inductantie vormt) en parallelle afstemcapaciteiten 702, 704 en 706. Zoals weergegeven, zijn de capaciteiten 704 en 706 variabel en in serie verbonden om de maximale spanning die over elk staat te verdelen. Zoals eerder opgemerkt, kunnen ongeveer gelijktijdig en gelijke instellingen aan de condensatoren 704 en 706 gemaakt worden om een gelijke spanningsverde- ling over deze twee variabele condensatoren te handhaven.

Daar er ongewenste effecten veroorzaakt kunnen worden door interkanaalkoppeling tussen de twee naast elkaar gelegen aardschakelaarkanalen, wordt een neutraliserende capaciteit 750 geplaatst tussen de twee kanalen. Door verstandige selectie van verbindingspunten en van de waarde van de capaciteit, zal een neutraliserende condensator de correcte grootte van anti-fase RF-signa-len koppelen om de anders onvermijdelijke koppeling tussen deze twee kanalen in hoofdzaak op te heffen.

De boven- en onderzijde van het dubbele aardschakelaar gedrukte schakelingbord 800 is in figuren 8A respectievelijk 8B weergegeven. Zoals eerder bevat elk kanaal RF-coaxiale connectoren 802, 804 geplaatst in gedrukte schakelingborduitsparingen 806, 808. Inductoren 700 bevatten zeventien wikkelingen van 0,2 cm diameter halfstijve kabel (Soft-Form BP 50085). Hier werd de kabel eerst gewikkeld rond een vormcilinder met een diameter van 0,95 cm, waarbij één wikkeling de andere raakt. Nadat zeventien volledige wikkelingen gemaakt zijn, worden de wikkelingen op afstand van elkaar geplaatst door gebruikmaking van een mes of een dunne schroevedraaier. Daaropvolgend werd de spoel weer op de vormcilinder geplaatst en samengedrukt voor het verkrijgen van een uniforme afstand tussen de wikkelingen. De gerede geleider is ongeveer 1,43 cm in diameter en ongeveer 5,08 cm lang.

De serie afstemcapaciteiten 704, 706 zijn in dit uitvoeringsvoorbeeld op de bovenzijde van het gedrukte schakelingenbord 800 geplaatst. In het uitvoeringsvoorbeeld kunnen de variabele condensatoren elk een 15-60 pf variabele condensator zijn verkrijgbaar van Murata Erie (onderdeel nr. DV11 PS 60Q). Neutraliserende condensator 750 is, in dit uitvoeringsvoorbeeld, een vaste condensator van 12 pf (bijvoorbeeld Murata Erie (UFP1 120J).

Zoals weergegeven in figuur 8B, is de vaste capaciteit 702 verbonden aan de achterzijde van het ge drukte schakelingenbord 800. Zoals weergegeven bevat de capaciteit twee parallelle condensatoren (bijvoorbeeld, 120 pf Murata Erie UFP1 12IJ en een 43 pf Murata Erie ÜFP1 430J). Echter kan in een productie-uitvoeringsvorm een enkele 160 pf-condensator gebruikt worden (bijvoorbeeld, Murata Erie UFP1 161J).

De geleidende banen van de gedrukte schakeling zijn weergegeven voor de voor- en achterzijden van het gedrukte schakelingenbord 800 in figuren 8C respectievelijk 8D. Zoals duidelijk is, zijn de banen 850, 852 op de bovenzijde en banen 854 en 856 op de onderzijde analoog aan banen 250, 252 en 254, 256 voor de enkelkanaalsuitvoe-ringsvormen. zoals bij de enkelkanaalsuitvoeringsvormen, zijn banen 850 en 854 op de bovenzijde en onderzijde met elkaar verbonden (hoewel afzonderlijk voor elk kanaal) terwijl overeenkomstige banen 852, 856 gelijksoortig onderling verbonden zijn (bijvoorbeeld door toegevoegde randsoldeergeleiders en/of door de verbinding van coaxiale kabelconnectoren aan beide zijden van de gedrukte schake-lingenbordstructuur). Zoals in figuur 8C gezien kan worden, worden additionele geleidende banen 880 toegevoegd om verbinding van de serie variabele afstemcapaciteiten 704 en 706 te vereenvoudigen. Aanvullend, worden geleidende banen 890 en 892 toegevoegd om de verbinding van neutraliserende condensator 750 tussen tegenovergelegen einden van inductoren 700 voor de twee kanalen van de dubbele RF-aardschakelaar de vereenvoudigen.

Tijdens gebruik, kan een specifieke aards-chakelaar ruwweg afgestemd worden onder gebruikmaking van een vectorimpedantiemeter door het instellen van de variabele afstemcondensatoren totdat de gemeten fasehoek ongeveer 0° is met maximale impedantie bij de gewenste blokke-ringsfreguentie (ongeveer 15 MHz in de uitvoeringsvormen). Het wordt echter bevoorkeurd dat de aardschakelaar nauwkeuriger afgestemd wordt voor gebruik met een specieke MRI RF-spoel onder gebruikmaking van een netwerkanalysator en de specifieke RF-spoel in kwestie. Hier kan tijdens het meten van de Sll, een Smith-kaart formaatmode van netwerk-analysatorwerking gebruikt worden (bijvoorbeeld onder gebruikmaking van een centrale frequentie van 15 MHz met een frequentiebereik van ongeveer 0,8 MHz in het weergegeven uitvoeringsvoorbeeld). Na calibratie van de netwerka-nalysator met een verbonden transmissielijn, kan het vrije einde van de transmissielijn vervolgens verbonden worden aan de aardschakelaar (die reeds op zijn beurt opgenomen is in de specifieke RF-spoelstructuur in kwestie). Daarna kan de MRI RF-spoel zelf afgestemd worden tot een overeenstemmende impedantie (bijvoorbeeld 50 ohm) waarna de variabele condensatoren op de aardschakelaar nauwkeurig ingesteld kunnen worden om de grootte van de parallelle resonantie reactiecirkel van de aardschakelaar te maximaliseren. In dit geval is de Q van de MRI RF-spoel te maximaliseren, en de grootte van de gemeten Smith-kaart-cirkel is evenredig aan de Q. Zoals eerder opgemerkt, indien in serie verbonden gelijkgrootte variabele condensatoren gebruikt worden, worden zij bij voorkeur ongeveer gelijktijdig en met gelijke hoeveelheden gevarieerd teneinde ongeveer gelijke condensatoren te handhaven (en dientengevolge gelijke spanningsverdelingen over deze condensatoren). De RF-aardschakelaars volgens de uitvinding zijn voldoende en robuust om direct gemonteerd te kunnen worden op de RF-spoelstructuur van een MRI-systeem, aldus deel uitmakende van die structuur die gelijktijdig bewogen wordt wanneer de RF-spoelstructuur bewogen wordt. Dit voorkomt Q-verminderingsproblemen die optreden bij gebundelde verbindingskabels tussen de RF-spoelen en de aardschakelaars van het Amerikaanse octrooischrift 4.682.125.

Hoewel slechts een paar uitvoeringsvormen in detail beschreven zijn, zal het voor een vakman duidelijk zijn dat vele variaties en wijzigingen aangebracht kunnen worden in deze uitvoeringsvormen onder handhaving van de nieuwe kenmerken en voordelen van de uitvinding.

Claims (27)

1. RFI-smoorsamenstel voor meerdere coaxiale kabels gemonteerd op een MRI RF-spoelstructuur, waarbij het samenstel voorzien is van een gedrukt schakelingenbord, een aantal RFI-smoren voor coaxiale kabels gemonteerd op het gedrukte schakelingenbord, en tenminste één neutraliserende RF-koppeling geplaatst tussen afzonderlijke RFI smoren voor het daartussen reduceren van de effectieve RF-koppeling.

2. RFI-smoorsamenstel voor coaxiale kabels voor het via een uitwendige coaxiale kabelgeleider reduceren van transmissie van RF-strooisignalen met voorafbepaalde frequentie, waarbij het smoorsamenstel voorzien is van een gedrukt schakelingenbord, een eerste RFI-smoor voor coaxiale kabels gemonteerd op het gedrukte schakelingenbord en voorzien van een gewikkelde coaxiale kabel met een uitwendige geleider parallel verbonden via gedrukte schakelingengeleiders over een eerste variabele afstemcon-densator, een tweede RFI-smoor voor coaxiale kabels gemonteerd op het gedrukte schakelingenbord en voorzien van een gewikkelde coaxiale kabel met een uitwendige geleider parallel verbonden via gedrukte schakelingengeleiders over een tweede variabele afstemcondensator, en tenminste één neutraliserende condensator verbonden tussen de gewikkelde coaxiale kabels voor het daartussen reduceren van RF-koppeling.

3. RFI-smoorsamenstel voor coaxiale kabels volgens conclusie 2, met het kenmerk, dat tenminste één component van elke RFI smoor aan beide zijden van het gedrukte schakelingenbord geplaatst is.

4. RFI smoorsamenstel voor coaxiale kabels volgens conclusie 2, met het kenmerk, dat de gewikkelde coaxiale kabels voorzien zijn van halfstijve coaxiale kabels.

5. RFI smoorsamenstel voor coaxiale kabels volgens conclusie 2, omvattende een coaxiale connector geplaatst aan elk einde van elke gewikkelde coaxiale kabel en met een uitwendige connectorgeleider die in een uitsparing op het gedrukte schakelingenbord gemonteerd is en verbonden is met de gedrukte schakelingengeleiders op beide zijden van het gedrukte schakelingenbord.

6. RFI smoorsamenstel voor het via een uitwendige coaxiale kabelgeleider reduceren van transmissie van RF-signalen met een voorafbepaald bereik van frequenties, waarbij het smoorsamenstel in het bijzonder bruikbaar is in het koppelen van RF-spoelen van MRI-syste-men aan MRI RF-signaalverwerkers en voorzien is van een gedrukt schakelingenbord met gedrukte schakelinggeleiders op beide zijden van een isolerend substraat, een gewikkelde coaxiale kabel met een uitwendige geleider aan elk einde die bevestigd is aan respectieve eerste en tweede gedrukte schakelinggeleiders op een eerste zijde van het gedrukte schakelingenbord, verdere eerste en tweede gedrukte schakelinggeleiders geplaatst op de tweede zijde van het gedrukte schakelingenbord en respectievelijk verbonden aan de eerste en tweede gedrukte geleiders geplaatst op de eerste zijde van het gedrukte schakelingenbord, en tenminste één condensator geplaatst en verbonden tussen de eerste en tweede gedrukte geleiders op de tweede zijde van het gedrukte schakelingenbord.

7. RFI-smoorsamenstel voor coaxiale kabels volgens conclusie 6, met het kenmerk, dat een vaste condensator gemonteerd is tussen de eerste en tweede gedrukte geleiders op de tweede zijde van het gedrukte schakelingenbord, en een variabele condensator gemonteerd is tussen de eerste en tweede geleiders op de eerste zijde van het gedrukte schakelingenbord.

8. RFI-smoorsamenstel voor coaxiale kabels volgens conclusie 6, met het kenmerk, dat een vaste condensator en een variabele condensator parallel gemonteerd zijn over de eerste en tweede geleiders op de tweede zijde van het gedrukte schakelingenbord.

9. RFI-smoorsamenstel voor coaxiale kabels volgens conclusie 6, met het kenmerk, dat tenminste twee variabele condensatoren in serie gemonteerd zijn tussen de eerste en tweede gedrukte geleiders op tenminste één zijde van het gedrukte schakelingenbord.

10. RFI-smoorsamenstel voor coaxiale kabels volgens conclusie 6, voorzien van een eerste coaxiale kabelgeleider gemonteerd in een eerste uitsparing op het schakelingenbord, gekoppeld aan een einde van de gewikkelde coaxiale kabel en met een uitwendige geleider die verbonden is met de eerste gedrukte geleiders op zowel de eerste als tweede zijden van het gedrukte schakelingenbord, en een tweede coaxiale kabelgeleider gemonteerd in een tweede uitsparing op het schakelingenbord, gekoppeld aan het andere einde van de gewikkelde coaxiale kabel en met een uitwendige geleider die verbonden is met de tweede gedrukte geleiders op zowel de eerste als de tweede zijde van het gedrukte schakelingenbord.

11. RFI-smoorsamenstel voor coaxiale kabels volgens conclusie 6, voorzien van een verdere gewikkelde coaxiale kabel met een uitwendige geleider aan elk einde bevestigd aan respectieve derde en vierde gedrukte schake-linggeleiders op één zijde van het gedrukte schakelingenbord, verdere derde en vierde gedrukte schakelinggeleiders geplaatst op de andere zijde van het gedrukte schakelingenbord en respectievelijk verbonden aan de derde en vierde gedrukte geleiders geplaatst op de ene zijde van het gedrukte schakelingenbord, en tenminste een verdere condensator geplaatst en verbonden tussen de derde en vierde gedrukte geleiders op de andere zijde van het gedrukte s chake1ingenbord.

12. RFI-smoorsamenstel voor coaxiale kabels volgens conclusie 11, met het kenmerk, dat een vaste condensator gemonteerd is tussen de derde en vierde gedrukte geleiders op de andere zijde van het gedrukte schakelingenbord, en een variabele condensator gemonteerd is tussen de derde en vierde geleiders op de ene zijde van het gedrukte schakelingenbord.

13. RFl-smoorsamenstel voor coaxiale kabels volgens conclusie 10, met het kenmerk, dat een vaste condensator en een variabele condensator parallel gemonteerd zijn over de derde en vierde geleiders op de andere zijde van het gedrukte schakelingenbord.

14. RFI-smoorsamenstel voor coaxiale kabels volgens conclusie 11, met het kenmerk, dat twee variabele condensatoren in serie gemonteerd zijn tussen de derde en vierde gedrukte geleiders op het gedrukte schakelingenbord.

15. RFI-smoorsamenstel voor coaxiale kabels volgens conclusie 11, aan elk van de vier einden van de twee gewikkelde coaxiale kabels voorzien van een coaxiale kabelconnector gemonteerd in een uitsparing op het schakelingenbord, gekoppeld aan een naburig einde van een gewikkelde coaxiale kabel en met een uitwendige geleider die verbonden is met de gedrukte schakelinggeleiders op beide zijden van het gedrukte schakelingenbord.

16. RFI-smoorsamenstel voor coaxiale kabels volgens conclusie 11, verder bevattend tenminste één ontkoppelende condensator verbonden tussen de gewikkelde coaxiale kabels.

17. Systeem voor magnetische resonantie-afbeelding (MRI) bevattend een hoofdmagneet voor het verschaffen van een achtergrond NMR-polariserend magnetisch veld in een afbeeldingsvolume, gepulste magnetische gradiëntspoelen, geplaatst in de magneet, een RF-spoelsa-menstel geplaatst in de magneet en in de gradiëntspoelen, en een RFI-smoorsamenstel voor coaxiale kabels geplaatst op en in de onmiddellijke nabijheid van het RF-spoelsamen-stel en met tenminste twee gewikkelde coaxiale RF-trans-missielijnen voor het geleiden van MRI, RF-signalen via een inwendige geleider, waarbij elk van de gewikkelde coaxiale RF-transmissielijnen voorzien is van: (a) een uitwendige omhullingsgeleider bevestigd aan een gedrukte schakelinggeleider aan tegenovergelegen einden van de spoel en (b) tenminste één variabele condensator via de gedrukte schakeling parallel daaraan verbonden.

18. Systeem voor magnetische resonantie-afbeelding (MRI) volgens conclusie 17, met het kenmerk, dat het RFI-smoorsamenstel geplaatst is in het RF-spoelsa-menstel.

19. Systeem voor magnetische resonantie-afbeelding (MRI) volgens conclusie 17, met het kenmerk, dat de gedrukte schakeling geplaatst is op een bord in hoofdzaak uitsluitend voorzien van RFI-smoorsamenstelcom-ponenten.

20. Systeem voor magnetische resonantie-afbeelding (MRI) volgens conclusie 19, met het kenmerk, dat de coaxiale RFI-transmissielijn een halfstijve coaxiale kabel bevat.

21. Systeem voor magnetische resonantie-afbeelding (MRI) volgens conclusie 19, met het kenmerk, dat het RFI-smoorsamenstel een coaxiale kabelconnector bevat verbonden aan elk einde van de coaxiale RF-transmissielijnen en gemonteerd op tegenovergelegen zijden van het gedrukte schakelingenbord.

22. Systeem voor magnetische resonsantie-afbeelding (MRI) volgens conclusie 19, met het kenmerk, dat het RFI-smoorsamenstel een coaxiale kabelconnector bevat bevestigd aan elk einde van de coaxiale RF-transmissielijnen en gemonteerd op dezelfde zijde van het gedrukte schakelingenbord.

23. Systeem voor magnetische resonantie-afbeelding (MRI) volgens conclusie 17, verder bevattende tenminste één condensator verbonden tussen elk van de gewikkelde coaxiale RF-transmissielijnen via gedrukte schakelinggeleiders voor het opheffen van koppelingseffec-ten tussen spoelen.

24. Systeem voor magnetische resonantie-afbeelding (MRI) volgens conclusie 23, met het kenmerk, dat het RFI-smoorsamenstel gemonteerd is in het RF-spoel-samenstel.

25. Systeem voor magnetische resonantie-afbeelding (MRI) volgens conclusie 23, met het kenmerk, dat de gedrukte schakeling geplaatst is op een bord in hoofdzaak uitsluitend voorzien van RFI-smoorsamenstelcom-ponenten.

26. Systeem voor magnetische resonantie-afbeelding (MRI) volgens conclusie 25, met het kenmerk, dat de coaxiale RF-transmissielijnen een halfstijve coaxiale kabel bevatten.

27. Systeem voor magnetische resonantie-afbeelding (MRI) volgens conclusie 25, met het kenmerk, dat het RFI-smoorsamenstel een coaxiale kabelconnector bevat bevestigd aan elk einde van de coaxiale RF-transmis-sielijn en gemonteerd op tegenovergelegen zijden van het gedrukte schakelingenbord.