RU220841U1 - Wireless RF Coil for Magnetic Resonance Imaging of Human Breasts - Google Patents
Wireless RF Coil for Magnetic Resonance Imaging of Human Breasts Download PDFInfo
- Publication number
- RU220841U1 RU220841U1 RU2023118378U RU2023118378U RU220841U1 RU 220841 U1 RU220841 U1 RU 220841U1 RU 2023118378 U RU2023118378 U RU 2023118378U RU 2023118378 U RU2023118378 U RU 2023118378U RU 220841 U1 RU220841 U1 RU 220841U1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- coil
- spirals
- resonators
- pair
- inductance
- Prior art date
Links
Abstract
Полезная модель относится к медицинской технике и представляет собой беспроводную радиочастотную катушку для магнитно-резонансной томографии молочных желез человека, содержащую две пары ортогональных резонаторов, состоящих из электрически замкнутых немагнитных металлических проводников с конденсаторами в каждом из резонаторов, выполненных в виде двух плоских спиралей в одной паре и двух параллельных плоских спиралей в другой паре, отличающуюся тем, что в одну из спиралей каждого резонатора параллельно конденсатору включена катушка индуктивности, образующая с ним колебательный контур с собственной частотой, равной рабочей частоте томографа, а последовательно к катушке индуктивности присоединены два встречно включенных пин-диода, причем индуктивность катушки не менее чем на порядок ниже, чем индуктивность резонатора. Во второй паре резонаторов крайние спирали могут быть выполнены с возможностью установки в подмышечную область при работе устройства. Техническим результатом является повышение уровня сигнала только в режиме приема, что обеспечивает автоматическую калибровку опорной мощности радиопередатчика. The utility model relates to medical equipment and is a wireless radio frequency coil for magnetic resonance imaging of human mammary glands, containing two pairs of orthogonal resonators consisting of electrically closed non-magnetic metal conductors with capacitors in each of the resonators, made in the form of two flat spirals in one pair and two parallel flat spirals in another pair, characterized in that in one of the spirals of each resonator an inductor is connected parallel to the capacitor, forming with it an oscillatory circuit with a natural frequency equal to the operating frequency of the tomograph, and two back-to-back pins are connected in series to the inductor diode, and the inductance of the coil is no less than an order of magnitude lower than the inductance of the resonator. In the second pair of resonators, the outer spirals can be configured to be installed in the axillary region during operation of the device. The technical result is to increase the signal level only in the receive mode, which ensures automatic calibration of the reference power of the radio transmitter.
Description
Полезная модель предназначена для применения в медицинской технике и служит для приема сигнала от возбужденных ядер атомов в области исследования - молочных железах человека - на рабочей частоте магнитно-резонансного томографа (МРТ).The utility model is intended for use in medical technology and serves to receive a signal from excited atomic nuclei in the area of study - the human mammary glands - at the operating frequency of a magnetic resonance imaging (MRI) scanner.
Известна беспроводная радиочастотная (РЧ) катушка для магнитно-резонансной томографии молочных желез (патент РФ №198926U1, МПК A61B 5/00, дата приоритета 30.03.2020, дата публикации 03.08.2020), которая состоит из нескольких немагнитных кольцевых резонаторов с распределенными емкостными нагрузками. Катушка возбуждается объемной передающей катушкой аппарата МРТ и позволяет повышать качество визуализации тканей молочных желез человека без подключения РЧ кабелем к системам аппарата МРТ. Несмотря на это преимущество, при использовании такой беспроводной катушки корректная калибровка опорного напряжения радиопередатчика становится невозможной в автоматическом режиме, который используется в стандартной процедуре сканирования.A known wireless radio frequency (RF) coil for magnetic resonance imaging of the mammary glands (RF patent No. 198926U1, IPC A61B 5/00, priority date 03/30/2020, publication date 08/03/2020), which consists of several non-magnetic ring resonators with distributed capacitive loads . The coil is excited by the volumetric transmitting coil of the MRI machine and makes it possible to improve the quality of visualization of human mammary gland tissue without connecting an RF cable to the systems of the MRI machine. Despite this advantage, when using such a wireless coil, correct calibration of the radio reference voltage becomes impossible in the automatic mode used in the standard scanning procedure.
Наиболее близким устройством к предлагаемой полезной модели и принятым за прототип является «Беспроводная радиочастотная катушка для магнитно-резонансной томографии молочных желез» (патент РФ №214274 U1, МПК A61B 5/055, дата приоритета 18.04.2022, дата публикации 19.10.2022). Она состоит из двух пар взаимно ортогональных резонаторов. В первой паре каждый резонатор выполнен в виде массива соосных немагнитных металлических кольцевых резонаторов прямоугольной формы из параллельных телескопических проводов, соединенных с обоих концов через ёмкости, расположенные на печатных платах. Резонаторы во второй паре состоят из двух одинаковых электрически замкнутых проводников в виде соосных плоских спиралей, в виток каждого из которых включен конденсатор, при этом ось спиралей ортогональна осям кольцевых резонаторов. The closest device to the proposed utility model and accepted as a prototype is the “Wireless radio frequency coil for magnetic resonance imaging of the mammary glands” (RF patent No. 214274 U1, IPC A61B 5/055, priority date 04/18/2022, publication date 10/19/2022). It consists of two pairs of mutually orthogonal resonators. In the first pair, each resonator is made in the form of an array of coaxial non-magnetic metal ring resonators of rectangular shape from parallel telescopic wires connected at both ends through capacitors located on printed circuit boards. The resonators in the second pair consist of two identical electrically closed conductors in the form of coaxial flat spirals, a capacitor is included in the turn of each of them, and the axis of the spirals is orthogonal to the axes of the ring resonators.
Существенный недостаток прототипа заключается в невозможности проведения автоматической калибровки входного сигнала из-за увеличения эффективности передачи объемной передающей катушки аппарата МРТ, связанной с уменьшением калибровочной амплитуды сигнала, подаваемого на РЧ вход.A significant drawback of the prototype is the impossibility of automatic calibration of the input signal due to an increase in the transmission efficiency of the volumetric transmitting coil of the MRI device, associated with a decrease in the calibration amplitude of the signal supplied to the RF input.
Задачей, на решение которой направлена предлагаемая полезная модель, является обеспечение возможности осуществления калибровки амплитуды сигнала, подаваемого на РЧ вход объемной передающей катушки аппарата МРТ в автоматическом режиме, что упрощает процедуру сканирования.The task to be solved by the proposed utility model is to provide the ability to calibrate the amplitude of the signal supplied to the RF input of the volumetric transmitting coil of an MRI device in automatic mode, which simplifies the scanning procedure.
Поставленная задача решается за счет достижения технического результата, заключающегося в повышении уровня сигнала только в режиме приема. The problem is solved by achieving a technical result, which consists in increasing the signal level only in the reception mode.
Данный технический результат достигается благодаря тому, что в беспроводной радиочастотной катушке для магнитно-резонансной томографии молочных желез, содержащей две пары взаимно ортогональных резонаторов, состоящих из электрически замкнутых немагнитных металлических проводников с конденсаторами в каждом из резонаторов, выполненных в виде двух плоских спиралей в одной паре и двух параллельных плоских спиралей в другой паре, новым является то, что в одну из спиралей каждого резонатора параллельно конденсатору включена катушка индуктивности, образующая с ним колебательный контур с собственной частотой, равной рабочей частоте томографа, а последовательно к катушке индуктивности присоединены два встречно включенных пин-диода, причем индуктивность катушки не менее чем на порядок ниже, чем индуктивность резонатора. Крайние спирали второй пары резонаторов могут быть выполнены с возможностью установки в подмышечную область при работе устройства.This technical result is achieved due to the fact that in a wireless radio frequency coil for magnetic resonance imaging of the mammary glands, containing two pairs of mutually orthogonal resonators, consisting of electrically closed non-magnetic metal conductors with capacitors in each of the resonators, made in the form of two flat spirals in one pair and two parallel flat spirals in another pair, what is new is that in one of the spirals of each resonator an inductor is connected parallel to the capacitor, forming an oscillatory circuit with it with a natural frequency equal to the operating frequency of the tomograph, and two back-to-back pins are connected in series to the inductor -diode, and the inductance of the coil is no less than an order of magnitude lower than the inductance of the resonator. The outermost spirals of the second pair of resonators can be configured to be installed in the axillary region during operation of the device.
Сущность заявляемой полезной модели поясняется фигурами. На фиг. 1 изображен общий вид устройства. На фиг. 2 показаны нижняя и верхняя спирали одного из резонаторов первой пары, с включенными в него конденсаторами, катушкой индуктивности и встречно включенными диодами. The essence of the claimed utility model is illustrated by figures. In fig. 1 shows a general view of the device. In fig. Figure 2 shows the lower and upper spirals of one of the resonators of the first pair, with capacitors, an inductor and back-to-back diodes included in it.
Устройство состоит (фиг. 1) из двух пар взаимно ортогональных резонаторов, состоящих из электрически замкнутых немагнитных металлических проводников 1 с конденсаторами 2 и 3. Проводники выполнены в виде соосных плоских спиралей в каждом из резонаторов в первой паре и двух параллельных плоских спиралей в каждом из резонаторов в другой паре. В одну из спиралей каждого из четырех резонаторов параллельно конденсатору 2 включена катушка индуктивности 4 (фиг. 2), образующая с ним колебательный контур с собственной частотой, примерно равной рабочей частоте томографа, последовательно к катушке индуктивности присоединены два встречно включенных пин-диода 5 и 6, причем индуктивность катушки 4 не менее чем на порядок ниже, чем индуктивность каждого резонатора.The device consists (Fig. 1) of two pairs of mutually orthogonal resonators, consisting of electrically closed non-magnetic metal conductors 1 with capacitors 2 and 3. The conductors are made in the form of coaxial flat spirals in each of the resonators in the first pair and two parallel flat spirals in each of resonators in another pair. In one of the spirals of each of the four resonators, an inductor 4 is connected parallel to the capacitor 2 (Fig. 2), forming with it an oscillatory circuit with a natural frequency approximately equal to the operating frequency of the tomograph; two back-to-back pin diodes 5 and 6 are connected in series to the inductor , and the inductance of coil 4 is no less than an order of magnitude lower than the inductance of each resonator.
Устройство работает следующим образом.The device works as follows.
Помещённая внутрь томографа беспроводная радиочастотная катушка образует резонансную систему в совокупности с объемной передающей катушкой аппарата МРТ. В режиме передачи на два изолированных друг от друга входа объемной передающей катушки аппарата МРТ поступает РЧ сигнал, при этом разность начальной фазы сигнала на входах передающей катушки составляет 90 градусов. РЧ сигналы возбуждают два ортогональных вырожденных собственных колебания объемной передающей катушки, создавая в области исследуемого объекта РЧ магнитное поле круговой поляризации. При этом вектор индукции РЧ магнитного поля вращается в плоскости (плоскость XY выбранной координатной системы), для которой вектор индукции постоянного магнитного поля аппарата МРТ ориентирован в направлении нормали. A wireless radio frequency coil placed inside the tomograph forms a resonant system in conjunction with the volumetric transmitting coil of the MRI machine. In transmission mode, an RF signal is supplied to two isolated inputs of the volumetric transmitting coil of the MRI machine, and the difference in the initial phase of the signal at the inputs of the transmitting coil is 90 degrees. RF signals excite two orthogonal degenerate natural oscillations of a volumetric transmitting coil, creating a circularly polarized RF magnetic field in the region of the object under study. In this case, the induction vector of the RF magnetic field rotates in a plane (the XY plane of the selected coordinate system), for which the induction vector of the constant magnetic field of the MRI apparatus is oriented in the normal direction.
В режиме передачи по проводнику 1 протекает ток большой амплитуды, при котором встречно включенные пин-диоды 5 и 6 работают в режиме прямого смещения. В связи с этим, полоса пропускания каждого из четырех резонаторов не содержит в себе рабочую частоту аппарата МРТ, что обеспечивает резонансный режим работы беспроводной катушки на частоте, отличной от рабочей частоты томографа.In the transmission mode, a large amplitude current flows through conductor 1, in which back-to-back pin diodes 5 and 6 operate in forward bias mode. In this regard, the passband of each of the four resonators does not contain the operating frequency of the MRI device, which ensures the resonant operating mode of the wireless coil at a frequency different from the operating frequency of the tomograph.
В режиме приема, по проводнику 1 течет ток малой амплитуды, при котором встречно включенные пин-диоды 5 и 6 работают в режиме обратного смещения. В связи с этим, полоса пропускания каждого из четырех резонаторов содержит в себе рабочую частоту аппарата МРТ, что обеспечивает резонансный режим работы беспроводной катушки на рабочей частоте томографа. In the receive mode, a low-amplitude current flows through conductor 1, in which back-to-back pin diodes 5 and 6 operate in reverse bias mode. In this regard, the passband of each of the four resonators contains the operating frequency of the MRI device, which ensures the resonant operating mode of the wireless coil at the operating frequency of the tomograph.
Таким образом, катушка, помещенная в объемный резонатор томографа, будет работать только в режиме приема, что обеспечивает автоматическую калибровку опорной мощности радиопередатчика, необходимой для создания заданной амплитуды радиочастотного магнитного поля в области исследования. Thus, the coil placed in the volumetric resonator of the tomograph will operate only in the receive mode, which ensures automatic calibration of the reference power of the radio transmitter necessary to create a given amplitude of the radio frequency magnetic field in the study area.
Claims (2)
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU220841U1 true RU220841U1 (en) | 2023-10-05 |
Family
ID=
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU225852U1 (en) * | 2023-12-28 | 2024-05-08 | федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский университет ИТМО" (Университет ИТМО) | Wireless RF Coil for Magnetic Resonance Mammography |
Citations (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5363845A (en) * | 1993-08-13 | 1994-11-15 | Medical Advances, Inc. | Breast coil for magnetic resonance imaging |
| US7715895B1 (en) * | 2001-11-21 | 2010-05-11 | Aurora Imaging Technology, Inc. | Separate local RF transmit and receive coils for breast MRI system |
| CN202437119U (en) * | 2012-02-13 | 2012-09-19 | 马凌云 | Matched bracket of mammary gland coil |
| RU190567U1 (en) * | 2018-12-27 | 2019-07-03 | федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Санкт-Петербургский национальный исследовательский университет информационных технологий, механики и оптики" (Университет ИТМО) | COIL FOR MAGNETIC-RESONANT TOMOGRAPHY OF THE MAMMAL GLANDS |
| RU195653U1 (en) * | 2019-07-09 | 2020-02-03 | федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский университет ИТМО" (Университет ИТМО) | Wireless local transceiver coil for magnetic resonance imaging |
| RU198926U1 (en) * | 2020-03-30 | 2020-08-03 | Общество с ограниченной ответственностью "Беспроводные медицинские технологии" | WIRELESS RADIO FREQUENCY COIL BASED ON VOLUME RESONATORS FOR BREAST VISUALIZATION |
| RU200143U1 (en) * | 2019-12-05 | 2020-10-08 | федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский университет ИТМО" (Университет ИТМО) | Dielectric Ring Magnetic Resonance Imaging Coil |
| RU214274U1 (en) * | 2022-04-18 | 2022-10-19 | федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский университет "ИТМО" (Университет ИТМО) | Wireless RF Coil for Breast Magnetic Resonance Imaging |
Patent Citations (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5363845A (en) * | 1993-08-13 | 1994-11-15 | Medical Advances, Inc. | Breast coil for magnetic resonance imaging |
| US7715895B1 (en) * | 2001-11-21 | 2010-05-11 | Aurora Imaging Technology, Inc. | Separate local RF transmit and receive coils for breast MRI system |
| CN202437119U (en) * | 2012-02-13 | 2012-09-19 | 马凌云 | Matched bracket of mammary gland coil |
| RU190567U1 (en) * | 2018-12-27 | 2019-07-03 | федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Санкт-Петербургский национальный исследовательский университет информационных технологий, механики и оптики" (Университет ИТМО) | COIL FOR MAGNETIC-RESONANT TOMOGRAPHY OF THE MAMMAL GLANDS |
| RU195653U1 (en) * | 2019-07-09 | 2020-02-03 | федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский университет ИТМО" (Университет ИТМО) | Wireless local transceiver coil for magnetic resonance imaging |
| RU200143U1 (en) * | 2019-12-05 | 2020-10-08 | федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский университет ИТМО" (Университет ИТМО) | Dielectric Ring Magnetic Resonance Imaging Coil |
| RU198926U1 (en) * | 2020-03-30 | 2020-08-03 | Общество с ограниченной ответственностью "Беспроводные медицинские технологии" | WIRELESS RADIO FREQUENCY COIL BASED ON VOLUME RESONATORS FOR BREAST VISUALIZATION |
| RU214274U1 (en) * | 2022-04-18 | 2022-10-19 | федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский университет "ИТМО" (Университет ИТМО) | Wireless RF Coil for Breast Magnetic Resonance Imaging |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU225852U1 (en) * | 2023-12-28 | 2024-05-08 | федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский университет ИТМО" (Университет ИТМО) | Wireless RF Coil for Magnetic Resonance Mammography |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US4746866A (en) | High-frequency coil system for a magnetic resonance imaging apparatus | |
| JP6391911B2 (en) | Magnetic resonance imaging apparatus and RF coil apparatus | |
| EP2291672B1 (en) | Inductively powered electric component of an mri apparatus | |
| US10871532B2 (en) | Local coil matrix and methods for image acquisition | |
| JPS60158341A (en) | Radio frequency coil device | |
| JPS6162454A (en) | Radio wave frequency antenna apparatus for nuclear magnetic resonance image | |
| JPH01104253A (en) | Nmr radio-frequency coil for frequencies of two types | |
| EP2016436A1 (en) | Simple decoupling of a multi-element rf coil, enabling also detuning and matching functionality | |
| JPWO2011122084A1 (en) | RF coil and magnetic resonance imaging apparatus | |
| JP2007511316A (en) | RF coil for ultra high magnetic field (SHF) MRI | |
| JP2008067807A (en) | High-frequency coil and magnetic resonance imaging apparatus | |
| US5317266A (en) | Local antenna with homogeneous sensitivity for a nuclear magnetic resonance imaging apparatus | |
| JP2000157512A (en) | Perpendicular phase rf surface coil for magnetic resonance video method | |
| US5646530A (en) | Surface coil for high resolution imaging using a magnetic resonance imaging apparatus | |
| RU2701785C2 (en) | Volumetric radio-frequency coil with improved space and access for use in magnetic resonance imaging system | |
| EP0546622A1 (en) | Magnetic resonance apparatus comprising a bird-cage RF coil | |
| JPH0323842A (en) | Rectangular coil apparatus | |
| RU220841U1 (en) | Wireless RF Coil for Magnetic Resonance Imaging of Human Breasts | |
| US11029376B2 (en) | Radio-frequency coil for magnetic resonance device | |
| CN110869789B (en) | Passive RF shim resonator for field homogenization of RF antenna devices for TX and RX modes | |
| JP6887346B2 (en) | High frequency coil unit and magnetic resonance imaging device | |
| CN212415725U (en) | Local coil matrix | |
| RU225852U1 (en) | Wireless RF Coil for Magnetic Resonance Mammography | |
| RU214274U1 (en) | Wireless RF Coil for Breast Magnetic Resonance Imaging | |
| KR101081339B1 (en) | RF coil assembly for magnetic resonance image device |