RU2620861C2 - Конструкция схемы питания для подачи радиочастотного сигнала на множество катушечных элементов в магнитно-резонансной системе катушек - Google Patents

Конструкция схемы питания для подачи радиочастотного сигнала на множество катушечных элементов в магнитно-резонансной системе катушек Download PDF

Info

Publication number
RU2620861C2
RU2620861C2 RU2014150515A RU2014150515A RU2620861C2 RU 2620861 C2 RU2620861 C2 RU 2620861C2 RU 2014150515 A RU2014150515 A RU 2014150515A RU 2014150515 A RU2014150515 A RU 2014150515A RU 2620861 C2 RU2620861 C2 RU 2620861C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
switching
coil
power circuit
design
termination
Prior art date
Application number
RU2014150515A
Other languages
English (en)
Other versions
RU2014150515A (ru
Inventor
Оливер ЛИПС
Кристоф ЛОЙССЛЕР
Original Assignee
Конинклейке Филипс Н.В.
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Конинклейке Филипс Н.В. filed Critical Конинклейке Филипс Н.В.
Publication of RU2014150515A publication Critical patent/RU2014150515A/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2620861C2 publication Critical patent/RU2620861C2/ru

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R33/00—Arrangements or instruments for measuring magnetic variables
    • G01R33/20—Arrangements or instruments for measuring magnetic variables involving magnetic resonance
    • G01R33/28—Details of apparatus provided for in groups G01R33/44 - G01R33/64
    • G01R33/32—Excitation or detection systems, e.g. using radio frequency signals
    • G01R33/34—Constructional details, e.g. resonators, specially adapted to MR
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R33/00—Arrangements or instruments for measuring magnetic variables
    • G01R33/20—Arrangements or instruments for measuring magnetic variables involving magnetic resonance
    • G01R33/28—Details of apparatus provided for in groups G01R33/44 - G01R33/64
    • G01R33/32—Excitation or detection systems, e.g. using radio frequency signals
    • G01R33/34—Constructional details, e.g. resonators, specially adapted to MR
    • G01R33/341—Constructional details, e.g. resonators, specially adapted to MR comprising surface coils
    • G01R33/3415—Constructional details, e.g. resonators, specially adapted to MR comprising surface coils comprising arrays of sub-coils, i.e. phased-array coils with flexible receiver channels
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R33/00—Arrangements or instruments for measuring magnetic variables
    • G01R33/20—Arrangements or instruments for measuring magnetic variables involving magnetic resonance
    • G01R33/28—Details of apparatus provided for in groups G01R33/44 - G01R33/64
    • G01R33/288—Provisions within MR facilities for enhancing safety during MR, e.g. reduction of the specific absorption rate [SAR], detection of ferromagnetic objects in the scanner room
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R33/00—Arrangements or instruments for measuring magnetic variables
    • G01R33/20—Arrangements or instruments for measuring magnetic variables involving magnetic resonance
    • G01R33/28—Details of apparatus provided for in groups G01R33/44 - G01R33/64
    • G01R33/32—Excitation or detection systems, e.g. using radio frequency signals
    • G01R33/36—Electrical details, e.g. matching or coupling of the coil to the receiver
    • G01R33/3642—Mutual coupling or decoupling of multiple coils, e.g. decoupling of a receive coil from a transmission coil, or intentional coupling of RF coils, e.g. for RF magnetic field amplification
    • G01R33/3657—Decoupling of multiple RF coils wherein the multiple RF coils do not have the same function in MR, e.g. decoupling of a transmission coil from a receive coil
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R33/00—Arrangements or instruments for measuring magnetic variables
    • G01R33/20—Arrangements or instruments for measuring magnetic variables involving magnetic resonance
    • G01R33/28—Details of apparatus provided for in groups G01R33/44 - G01R33/64
    • G01R33/32—Excitation or detection systems, e.g. using radio frequency signals
    • G01R33/36—Electrical details, e.g. matching or coupling of the coil to the receiver
    • G01R33/3664—Switching for purposes other than coil coupling or decoupling, e.g. switching between a phased array mode and a quadrature mode, switching between surface coil modes of different geometrical shapes, switching from a whole body reception coil to a local reception coil or switching for automatic coil selection in moving table MR or for changing the field-of-view
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R33/00—Arrangements or instruments for measuring magnetic variables
    • G01R33/20—Arrangements or instruments for measuring magnetic variables involving magnetic resonance
    • G01R33/28—Details of apparatus provided for in groups G01R33/44 - G01R33/64
    • G01R33/38—Systems for generation, homogenisation or stabilisation of the main or gradient magnetic field
    • G01R33/387—Compensation of inhomogeneities
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R33/00—Arrangements or instruments for measuring magnetic variables
    • G01R33/20—Arrangements or instruments for measuring magnetic variables involving magnetic resonance
    • G01R33/44—Arrangements or instruments for measuring magnetic variables involving magnetic resonance using nuclear magnetic resonance [NMR]
    • G01R33/48—NMR imaging systems
    • G01R33/54—Signal processing systems, e.g. using pulse sequences ; Generation or control of pulse sequences; Operator console
    • G01R33/543—Control of the operation of the MR system, e.g. setting of acquisition parameters prior to or during MR data acquisition, dynamic shimming, use of one or more scout images for scan plane prescription
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R33/00—Arrangements or instruments for measuring magnetic variables
    • G01R33/20—Arrangements or instruments for measuring magnetic variables involving magnetic resonance
    • G01R33/44—Arrangements or instruments for measuring magnetic variables involving magnetic resonance using nuclear magnetic resonance [NMR]
    • G01R33/48—NMR imaging systems
    • G01R33/58—Calibration of imaging systems, e.g. using test probes, Phantoms; Calibration objects or fiducial markers such as active or passive RF coils surrounding an MR active material
    • G01R33/583—Calibration of signal excitation or detection systems, e.g. for optimal RF excitation power or frequency

Abstract

Использование: для подачи радиочастотного (RF) сигнала на множество катушечных элементов магнитно-резонансной (MR) системы катушек. Сущность изобретения заключается в том, что конструкция схемы содержит главную линию для присоединения источника радиочастотного сигнала; множество питающих линий, каждая питающая линия для присоединения соответствующего катушечного элемента системы катушек; делитель мощности, расположенный между главной линией и множеством питающих линий для распределения сигнала на главной линии по каждой из питающих линий, причем по меньшей мере одна из питающих линий содержит управляемую переключающую схему с переключающим элементом для соединения/разъединения двух образующихся линейных секций питающей линии, первая линейная секция на стороне разделителя и вторая линейная секция на стороне, присоединяемой к катушечному элементу, и причем переключающая схема дополнительно содержит по меньшей мере один присоединяемый элемент оконечной нагрузки для линейной оконечной нагрузки первой линейной секции, или главная линия содержит циркуляторное устройство, соединяемое со средством оконечной нагрузки. Изобретение дополнительно относится к соответствующей параллельной приемопередающей системе. Технический результат: обеспечение возможности предоставления простой, но динамически переключаемой конструкции схемы питания для подачи радиочастотного сигнала на множество катушек магнитно-резонансной системы катушек, и параллельной приемопередающей системы для магнитно-резонансной системы с магнитно-резонансной системой катушек, содержащей множество катушечных элементов. 3 н. и 11 з.п. ф-лы, 10 ил.

Description

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ
Изобретение относится к конструкции схемы питания для подачи радиочастотного (RF) сигнала на множество катушечных элементов магнитно-резонансной (MR) системы катушек. Изобретение дополнительно относится к соответствующей параллельной передающей системе, в частности, к параллельной приемо-передающей системе, для магнитно-резонансной системы и к способу для переключения катушечных элементов параллельной передающей системы.
УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ
Многоэлементные системы радиочастотных (RF) катушек становятся центральным компонентом магнитно-резонансных (MR) систем с большим полем для снижения SAR и улучшения однородности поля B1. Кроме того, значительный интерес представляют собой системы локальных параллельных приемопередатчиков (TX) с меньшей напряженностью поля, поскольку они могут способствовать снижению стоимости системы.
В частности, в MR катушечных системах с множеством катушечных элементов, питаемых одним источником RF-сигнала, имеются известные конструкции для использования большего числа катушечных элементов, чем число передающих каналов системы. Это означает, что некоторые катушечные элементы питаются одновременно от одного канала передачи с помощью конструкции схемы питания, содержащей делитель мощности (разветвитель, гибридный ответвитель, - с фазосдвигающим устройством или без фазосдвигающего устройства) и множество питающих линий. Таким образом, могут быть установлены фиксированные соотношения амплитуды и фазы между катушечными элементами одного TX канала. Принцип может также использоваться в системах с единственным TX каналом (подобных системам с полем 1,5 Тесла) для питания матриц TX катушек.
В описании к патенту US 7,633,293 B2 показана очень сложная параллельная приемо-передающая система с источником RF-сигнала, магнитно-резонансной системой катушек с множеством катушечных элементов и схемой питания, содержащей множество питающих линий, причем каждая питающая линия для питания соответствующего катушечного элемента содержит усилитель мощности и переключающее устройство прием-передача для каждого катушечного элемента. Переключающее устройство прием-передача действует для переключения между схемами передачи и приема для каждого из катушечных элементов.
СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Цель изобретения заключается в предоставлении простой, но динамически переключаемой конструкции схемы питания для подачи радиочастотного сигнала на множество катушек магнитно-резонансной системы катушек и параллельной приемо-передающей системы для магнитно-резонансной системы с магнитно-резонансной системой катушек, содержащей множество катушечных элементов.
Цель достигается посредством конструкции схемы питания в соответствии с п. 1 формулы и посредством параллельной приемо-передающей системы в соответствии с п. 14 формулы.
Конструкция схемы питания в соответствии с изобретением содержит (i) главную линию для присоединения источника радиочастотного сигнала; (ii) множество питающих линий, каждая питающая линия для присоединения соответствующего катушечного элемента системы катушек; (iii) делитель мощности, помещаемый между главной линией и множеством питающих линий для распределения сигнала на главной линии по каждой из питающих линий.
По меньшей мере одна из питающих линий содержит управляемую схему переключения с переключающим элементом для соединения/разъединения двух образующихся секций питающих линий, первая линейная секция на стороне разделителя и вторая линейная секция на стороне, присоединяемой к катушечному элементу. Переключающая схема дополнительно содержит по меньшей мере одну присоединяемую оконечную нагрузку для линейной нагрузки первой линейной секции, или главная линия содержит циркуляторное устройство, подключаемое к средству оконечной нагрузки. По меньшей мере один элемент оконечной нагрузки или средство оконечной нагрузки имеет заданное сопротивление оконечной нагрузки (импеданс оконечной нагрузки) для линейной нагрузки. Переключающие элементы управляются контроллером посредством DC-напряжений смещения (напряжение постоянного тока). Предпочтительно все питающие линии содержат управляемые переключающие схемы с соответствующим переключающим элементом. Переключатели позволяют осуществлять переключение отдельных катушечных элементов без выполнения соответствующей функции разделителя мощности (или эквивалентного устройства). Таким образом, матрица катушечных элементов может быть отрегулирована для фактической зоны обзора (FoV), таким образом, уменьшая SAR (SAR: Степень Удельного Поглощения) и возможные артефакты наложения. Конструкция схемы питания допускает выборочно деактивировать отдельные катушечные элементы, что дает дополнительные степени свободы для оптимизации полей передачи (TX) даже для систем с малым числом TX-каналов.
В соответствии с предпочтительным вариантом реализации настоящего изобретения по меньшей мере один элемент оконечной нагрузки или средство оконечной нагрузки, представляет собой пассивный компонент.
В соответствии с другим предпочтительным вариантом реализации настоящего изобретения по меньшей мере один элемент оконечной нагрузки соединен последовательно с дополнительным переключающим элементом для соединения элемента оконечной нагрузки с соответствующей первой секцией линии.
В соответствии с другим предпочтительным вариантом реализации настоящего изобретения элемент оконечной нагрузки для оконечной нагрузки линии по меньшей мере одной (незамкнутой) первой секции линии, соединенной с делителем мощности, имеет заданное сопротивление оконечной нагрузки 50 Ом или 100 Ом.
В соответствии с еще одним предпочтительным вариантом реализации настоящего изобретения дополнительный элемент оконечной нагрузки для оконечной нагрузки линии по меньшей мере одной (незамкнутой) секции второй линии, присоединяемой к соответствующему катушечному элементу, имеет заданное сопротивление оконечной нагрузки 0 Ом или 50 Ом, или 100 Ом или больше, чем 10 кОм, и содержит, при необходимости, λ/4 элемент для преобразования сопротивления оконечной нагрузки.
Обычно переключающие элемент(-ы) могут быть переключающими элементами любого типа, подходящими для RF-приложений. В соответствии с предпочтительным вариантом реализации настоящего изобретения переключающий элемент(-ы) представляет собой точечный PIN-диод(-ы), и/или дополнительный переключающий элемент(-ы) представляет собой PIN-диод(-ы). Точечный PIN-диод представляет собой диод с широкой, слабо легированной, «квазисобственной» полупроводниковой областью между полупроводниковой областью p-типа и полупроводниковой областью n-типа. Области p-типа и n-типа обычно сильно легируются, поскольку они используются для омических контактов. Широкая квазисобственная область задает отличие от обычного PIN-диода. Широкая квазисобственная область делает PIN-диод подходящим для его применения в качестве очень быстрого переключателя.
В соответствии с предпочтительным вариантом реализации настоящего изобретения конструкция схемы питания дополнительно содержит по меньшей мере одно приемо-передающее переключающее устройство.
В соответствии с предпочтительным вариантом реализации настоящего изобретения по меньшей мере одно приемо-передающее переключающее устройство представляет собой переключающее устройство, независимое от по меньшей мере одной переключающей схемы. В соответствии с альтернативным предпочтительным вариантом реализации настоящего изобретения главная линия содержит одно приемо-передающее переключающее устройство, или каждая из питающих линий содержит одно из приемо-передающих переключающих устройств.
В соответствии с другим предпочтительным вариантом реализации настоящего изобретения делитель мощности представляет собой устройство разветвителя, или гибридное устройство, или по меньшей мере содержит блок разветвителя или гибридный блок. Разветвитель и гибридное устройство представляют собой известные устройства для разделения мощности главной линии по множеству линий. Делитель мощности содержит по меньшей мере один фазосдвигающий элемент для сдвига фазы в по меньшей мере одной питающей линии.
В соответствии с еще одним предпочтительным вариантом реализации настоящего изобретения все электрические компоненты конструкции схемы питания (компоненты разделителя мощности, линий и элементов оконечной нагрузки) за исключением по меньшей мере одного точечного PIN-диода являются пассивными компонентами.
Параллельная передающая система, в частности параллельная приемо-передающая система, для магнитно-резонансной системы в соответствии с изобретением включает в себя магнитно-резонансную систему катушек, содержащую множество катушечных элементов, источник RF-сигнала, вышеупомянутую конструкцию схемы питания и систему контроллера с контроллером для управления переключающими элементами схемы переключения.
В способе переключения катушечных элементов параллельной передающей системы в соответствии с изобретением, переключение выполняется посредством системы контроллера и переключающих элементов в зависимости от калибровочных данных и/или пользовательского ввода.
В соответствии с предпочтительным вариантом реализации настоящего изобретения калибровочные данные представляют собой данные профиля чувствительности катушечных элементов и/или данные положений катушечных элементов.
В соответствии с другим предпочтительным вариантом реализации настоящего изобретения пользовательский ввод представляет собой выбор зоны обзора и/или выбор типа сканирования.
Изобретение дополнительно относится к устройству хранения данных, кодирующих программу в машинно-читаемой и машинно-выполнимой форме для выполнения вышеупомянутого способа.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
Эти и другие объекты изобретения будут очевидны из пояснений в связи с описываемыми ниже вариантами реализации.
НА ЧЕРТЕЖАХ:
Фиг. 1 изображает параллельную приемо-передающую систему для магнитно-резонансной системы, содержащую конструкцию схемы питания,
Фиг. 2 - конструкция схемы питания в соответствии с первым предпочтительным вариантом реализации изобретения,
Фиг. 3 - конструкция схемы питания в соответствии со вторым предпочтительным вариантом реализации изобретения,
Фиг. 4 - конструкция схемы питания в соответствии с третьим предпочтительным вариантом реализации изобретения,
Фиг. 5 - конструкция схемы питания в соответствии с четвертым предпочтительным вариантом реализации изобретения,
Фиг. 6 - конструкция схемы питания в соответствии с пятым предпочтительным вариантом реализации изобретения,
Фиг. 7 - конструкция схемы питания в соответствии с шестым предпочтительным вариантом реализации изобретения,
Фиг. 8 - конструкция схемы питания в соответствии с седьмым предпочтительным вариантом реализации изобретения,
Фиг. 9 - конструкция схемы питания в соответствии восьмым предпочтительным вариантом реализации изобретения и
Фиг. 10 - блок-схема системы управления для переключающих элементов.
ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ВАРИАНТОВ РЕАЛИЗАЦИИ
На фиг. 1 показана параллельная приемо-передающая система 10 для магнитно-резонансной системы с магнитно-резонансной системой 12 катушек, содержащей множество катушечных элементов 14, источник 16 радиочастотного (RF) сигнала и конструкцию 18 схемы питания для передачи радиочастотного сигнала источника 16 сигнала на множество катушечных элементов 14. Конструкция 18 схемы питания включает в себя главную линию 20, электрически соединяющую источник 16 радиочастотного сигнала и множество питающих линий 22, каждая питающая линия 22 – для соединения соответствующего катушечного элемента 14 системы 12 катушек. Конструкция 18 схемы питания дополнительно включает в себя делитель 24 мощности, расположенный между главной линией 20 и множеством питающих линий 22 для распределения сигнала от источника 16 сигнала (устройство, создающее сигнал) через главную линию 20 на питающие линии 22. Каждая из питающих линий 22 содержит управляемую переключающую схему 26 с переключающим элементом 28 для соединения/разъединения двух образующихся линейных секций 30, 32 соответствующей питающей линии 22. Делитель 24 мощности содержит разделительное устройство 34 и множество фазосдвигающих элементов 36 для сдвига фазы сигнала, передаваемого по каждой из питающих линий 22 отдельно. Приемо-передающая система дополнительно содержит систему 38 контроллера с контроллером 40 для управления переключающими элементами 28 схем 26 переключения (стрелки 42).
Имеется несколько вариантов реализации требуемого делителя 24 мощности, например разветвительное устройство 34, гибридное устройство, делитель мощности Уилкинсона, разветвитель мощности Гайзеля, кольцевой гибридный соединитель и т.д. Эти устройства распределяют входную мощность по множеству выходных портов. Разности фаз на этих выходных портах либо присущи конструкции разветвителя (например, 90° для гибридного устройства), либо могут быть реализованы дополнительными фазосдвигающими элементами 36 (например, линии передачи заданных длин). Эти делители 24 (разделители 34) могут также быть расположены каскадом для увеличения числа выходных каналов.
На фиг. 2 показана конструкция 18 схемы питания и, в частности, более подробно одна из схем 26 переключения на примере одной из питающих линий 22. Переключающая схема 26 содержит переключающий элемент 28 в питающей линии 22 между двумя линейными секциями 30, 32 и двумя соответствующими токовыми трактами кросс-соединения. Каждый токовый тракт кросс-соединения содержит элемент 44, 46 оконечной нагрузки с заданным импедансом Z0 оконечной нагрузки для оконечной нагрузки линии двух линейных секций 30, 32 соответствующей питающей линии в портах переключающего элемента 28. Каждый из элементов 44, 46 оконечной нагрузки соединен последовательно с дополнительным переключающим элементом 48, 50. Каждое из этих последовательных соединений связывает соответствующий порт переключающего элемента 28 с опорным потенциалом (земля 52). Дополнительные переключающие элементы 48, 50 также управляются контроллером 40.
На фиг. 3 показан второй вариант реализации конструкции 18 схемы питания. В этом варианте реализации два элемента 44, 46 оконечной нагрузки переключаются общим дополнительным переключающим элементом 48. Этот общий дополнительный переключающий элемент 48 соединен последовательно с параллельным соединением двух элементов 44, 46 оконечной нагрузки. Первый элемент 44 оконечной нагрузки из этих элементов оконечной нагрузки соединен с первой линейной секцией 30 и второй элемент 46 оконечной нагрузки соединен со второй линейной секцией 32.
На фиг. 4 показан третий вариант реализации конструкции 18 схемы питания. В этом варианте реализации переключающий элемент 28 реализован управляемым PIN-диодом 54, и дополнительный переключающий элемент 48 также реализован управляемым PIN-диодом 54. Конфигурация компонентов в целом соответствует конфигурации, показанной на фиг. 3.
Переключающие элементы 28 для отключения катушечных элементов могут быть реализованы, например, с использованием FET-переключателей (на полевых транзисторах), на реле или предпочтительно на PIN-диодах 54. Примерные установки переключения показаны на фиг. 2 и 3, а вариант реализации, применяющий PIN-диоды 54, изображен на фиг. 4. Выходные порты разделителя 24 мощности должны быть нагружены их характеристическим импедансом Z0 для гарантии надлежащего функционирования. Эти резисторы должны иметь возможность поглощать мощность, в противном случае передаваемую на катушку. Поскольку такие резисторы уже присутствуют во многих конструкциях разветвителя (Уилкинсон, Гайзель, ...), то переключатели и соответствующие элементы 44 оконечной нагрузки (с импедансом Z0 оконечной нагрузки) предпочтительно помещаются физически на стороне делителя/разветвителя 24.
На фиг. 5 показан четвертый вариант реализации конструкции 18 схемы питания. На фиг. 6 показан пятый вариант реализации конструкции 18 схемы питания. В этих вариантах реализации порты соответствующих катушечных элементов 14 не нагружены элементом оконечной нагрузки. Если катушечный элемент 14 отключен, то размыкание (Фиг. 5) или замыкание (Фиг. 6) реализуется в соответствующей питающей линии 22, что может быть преобразовано в размыкание в катушечном элементе 14, непосредственно применяющем соответствующие линии передачи. Таким образом, индуцированные токи в отключенных катушечных элементах 14 могут быть подавлены. Отключая катушечный элемент 14 предложенными переключателями, подсоединение к катушке также может быть нагружено на Z0. В этом случае электрические свойства катушечного элемента 14 остаются идентичными, например индуцированные токи.
На фиг. 7 показан шестой вариант реализации конструкции 18 схемы питания. На этом чертеже обозначены возможные положения приемо-передающего (TX/RX) переключающего устройства 56. Имеются три возможных положения: (i) на главной линии, (ii) на первой линейной секции 30 соответствующей питающей линии 22 или (iii) на второй линейной секции 32 соответствующей питающей линии 22. Такого типа приемо-передающее переключающее устройство 56 представляет собой переключающее устройство, независимое от по меньшей мере одной переключающей схемы 26.
Переключающие TX/RX устройства 56 принципиально могут быть расположены перед делителем 24, позади делителя 24 перед предложенным переключателем и также позади предложенного переключателя, как изображено на фиг. 7. Последнее положение имеет преимущество в том, что RX оказывается всегда возможным независимо от состояния переключения. Если TX/RX переключающее устройство находится перед предложенным переключающим элементом, переключающий элемент должен быть закрыт для RX, но предусилитель и, таким образом, его шумовая связь с другими катушечными элементами может быть развязана от матрицы катушек посредством размыкания переключающего устройства 28. Это преимущественно, если соответствующий катушечный элемент 14 сильно не вкладывает в MR-сигнал, а скорее связывает шум для других катушечных элементов 14. Если TX/RX переключающее устройство 56 помещается перед делителем 24, то RX-сигналы уже объединены, и отдельные RX-сигналы для каждого катушечного элемента 14 не могут быть зарегистрированы.
На фиг. 8 показан седьмой вариант реализации конструкции 18 схемы питания. В этом варианте реализации переключающая схема 26 может быть осуществлена в TX/RX переключающем устройстве 56, как показано на фиг. 8, поскольку диод 54 обычно уже присутствует и может быть использован. Каждая питающая линия 22 содержит TX/RX переключающее устройство 56. Каждое из TX/RX переключающих устройств 56 включает в себя токовый тракт, содержащий последовательное соединение переключающего элемента 28 (PIN-диод 54) и λ/4 элемента 58 между токовыми трактами кросс-соединения с дополнительными переключающими элементами 48, 50. Вторая линейная секция 32 соответствующей питающей линии 22 ответвляется в узел между переключающим элементом 28 и λ/4 элементом 58 и приводит к соответствующему катушечному элементу 14.
На фиг. 9 показана конструкция схемы питания в соответствии с восьмым вариантом реализации изобретения без элемента 44 оконечной нагрузки в переключающей схеме 26. В этом случае главная линия 20 содержит циркуляторное устройство 60, соединенное со средством 62 оконечной нагрузки. Циркуляторное устройство 60 перенаправляет волну, отраженную разомкнутым портом по меньшей мере одного переключающего элемента 28, на средство 62 оконечной нагрузки.
Иначе говоря, оказывается также возможным не нагружать выходные порты делителя 24. Как уже сказано, это ухудшает его требуемую функцию, в частности согласование в его входном порту (присоединение к TX-усилителю). Если используется циркулятор вместе с согласованным резистором, то проблем функционирования не возникнет и, таким образом, это также представляет собой возможный вариант реализации изобретения.
Неотъемлемой частью параллельной передающей/приемной системы 10 является система 38 управления, которая выбирает состояние переключения отдельных TX-катушечных элементов 14. Эта система изображена на фиг. 10. Эта система 38 управления учитывает калибровочные данные (блок 64: профиль чувствительности катушек, измеренные положения катушек, ...) и пользовательский ввод (блок 66: зона обзора, тип сканирования, ...) и также гарантирует надлежащую синхронизацию операции переключения, выполняемой переключающими элементами 28 и/или дополнительными переключающими элементами 48, 50.
Хотя изобретение было проиллюстрировано на чертежах и подробно описано в приведенном описании, такую иллюстрацию и описание следует считать иллюстративными или примерными и неограничительными; изобретение не ограничивается раскрытыми вариантами реализации. Другие вариации к раскрытым вариантам реализации могут быть поняты и реализованы специалистами в данной области техники при осуществлении сформулированного изобретения из изучения чертежей, раскрытия и приложенной формулы. В формуле выражение «содержащий» не исключает другие элементы или этапы, и выражения в единственном числе не исключают множества. Простой факт, что некоторые положения приведены во взаимно различающихся зависимых пунктах формулы, не указывает на то, что комбинация этих положений не может быть использована для получения преимуществ. Любые условные обозначения в формуле не следует рассматривать как ограничение объема притязаний изобретения.

Claims (19)

1. Конструкция (18) схемы питания для подачи радиочастотного сигнала на множество катушечных элементов (14) магнитно-резонансной системы (12) катушек, причем конструкция (18) схемы содержит
главную линию (20) для присоединения к источнику (16) радиочастотного сигнала;
множество питающих линий (22), причем каждая питающая линия (22) для присоединения соответствующего катушечного элемента (14) системы (14) катушек;
делитель (24) мощности, расположенный между главной линией (20) и множеством питающих линий (22) для распределения сигнала на главной линии (20) по каждой из питающих линий (22),
при этом по меньшей мере одна из питающих линий (22) содержит управляемую переключающую схему (26) с переключающим элементом (28) для соединения/разъединения двух образующихся линейных секций (30, 32) питающей линии (22), причем первая линейная секция (30) на стороне разделителя и вторая линейная секция (32) на стороне, присоединяемой к катушечному элементу (14), и
при этом переключающая схема (26) дополнительно содержит по меньшей мере один присоединяемый элемент (44) оконечной нагрузки с заданным сопротивлением оконечной нагрузки для оконечной нагрузки линии первой линейной секции (30), или главная линия (20) содержит циркуляторное устройство (60), соединяемое со средством (62) оконечной нагрузки, и при этом по меньшей мере один элемент (44, 46) оконечной нагрузки соединен последовательно с дополнительным переключающим элементом (48, 50) для присоединения элемента оконечной нагрузки.
2. Конструкция схемы питания по п. 1, в которой элемент (44) оконечной нагрузки имеет заданное сопротивление оконечной нагрузки 50 Ом или 100 Ом.
3. Конструкция схемы питания по п. 1, в которой элемент (46) оконечной нагрузки для оконечной нагрузки линии по меньшей мере одной из вторых линейных секций (32) имеет заданное сопротивление оконечной нагрузки 0 Ом или 50 Ом или 100 Ом, или больше, чем 10 кОм, или дополнительно преобразовывается λ/4-элементом (58).
4. Конструкция схемы питания по п. 1, в которой переключающий элемент (28) представляет собой PIN-диод (54).
5. Конструкция схемы питания по п. 1, в которой дополнительный переключающий элемент (48, 50) представляет собой PIN-диод (54).
6. Конструкция схемы питания по п. 1, в которой конструкция (18) схемы питания дополнительно содержит по меньшей мере одно приемо-передающее переключающее устройство (56).
7. Конструкция схемы питания по п. 6, в которой по меньшей мере одно приемо-передающее переключающее устройство (56) представляет собой переключающее устройство, независимое от по меньшей мере одной переключающей схемы (26).
8. Конструкция схемы питания по п. 6, в которой главная линия (20) содержит одно приемо-передающее переключающее устройство (56), или каждая из питающих линий (22) содержит одно из приемо-передающих переключающих устройств (56).
9. Конструкция схемы питания по п. 1, в которой делитель (24) мощности содержит по меньшей мере один фазосдвигающий элемент (36) для сдвига фазы в по меньшей мере одной питающей линии (22).
10. Конструкция схемы питания по п. 1, в которой все электрические компоненты конструкции (20, 22, 34, 36, 44, 46) схемы питания, за исключением по меньшей мере одного переключающего элемента (28, 48, 50), являются пассивными компонентами.
11. Параллельная передающая система, предпочтительно система (10) приемопередатчика для магнитно-резонансной системы с магнитно-резонансной системой (12) катушек, содержащей множество катушечных элементов (14), источник (16) радиочастотного сигнала, конструкцию (18) схемы питания по п. 1, и систему (38) контроллера с контроллером (40) для управления переключающими элементами (28, 48, 50) переключающей схемы (26).
12. Способ переключения катушечных элементов (14) параллельной передающей системы по п. 11, причем переключение осуществляется посредством системы (38) контроллера и переключающих элементов (28) и/или дополнительно переключающих элементов (48, 50) в зависимости от калибровочных данных (64) и/или от пользовательского ввода (66).
13. Способ по п. 12, в котором калибровочные данные (64) представляют собой данные профиля чувствительности катушечных элементов (14) и/или данные положений катушечных элементов (14).
14. Способ по п. 12, в котором пользовательский ввод (66) представляет собой выбор зоны обзора и/или выбор типа сканирования.
RU2014150515A 2012-05-14 2013-05-03 Конструкция схемы питания для подачи радиочастотного сигнала на множество катушечных элементов в магнитно-резонансной системе катушек RU2620861C2 (ru)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US201261646392P 2012-05-14 2012-05-14
US61/646,392 2012-05-14
PCT/IB2013/053511 WO2013171611A1 (en) 2012-05-14 2013-05-03 Feeding circuit arrangement for supplying a radio frequency signal to a plurality of coil elements of a magnetic resonance coil system

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2014150515A RU2014150515A (ru) 2016-07-10
RU2620861C2 true RU2620861C2 (ru) 2017-05-30

Family

ID=48700648

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2014150515A RU2620861C2 (ru) 2012-05-14 2013-05-03 Конструкция схемы питания для подачи радиочастотного сигнала на множество катушечных элементов в магнитно-резонансной системе катушек

Country Status (7)

Country Link
US (1) US9989600B2 (ru)
EP (1) EP2850446B1 (ru)
JP (1) JP6220384B2 (ru)
CN (1) CN104303069B (ru)
BR (1) BR112014028136A2 (ru)
RU (1) RU2620861C2 (ru)
WO (1) WO2013171611A1 (ru)

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10564238B2 (en) * 2014-12-17 2020-02-18 General Electric Company Systems and methods for energizing magnets of magnetic resonance imaging (MRI) systems
CN109073717B (zh) 2016-04-04 2021-03-23 皇家飞利浦有限公司 具有用于磁共振成像装置的可选驱动端口的rf发射系统
EP3470864A1 (en) 2017-10-12 2019-04-17 Koninklijke Philips N.V. Feeding a coil for magnetic resonance imaging
CN110133551B (zh) * 2019-05-14 2021-12-21 上海联影医疗科技股份有限公司 射频发射装置及磁共振成像系统
US11133957B2 (en) * 2019-05-29 2021-09-28 Trane International Inc. HVAC controller area network hybrid network topology

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2007124246A1 (en) * 2006-04-21 2007-11-01 Koninklijke Philips Electronics, N.V. Mr involving high speed coil mode switching between i-channel linear, q-channel linear, quadrature and anti-quadrature modes
JP2008119091A (ja) * 2006-11-09 2008-05-29 Hitachi Ltd コイル装置及びそれを用いた磁気共鳴検査装置
WO2009105701A1 (en) * 2008-02-21 2009-08-27 Regents Of The University Of Minnesota Rf coil for mri which can be switched between different operational modes
RU2009128044A (ru) * 2006-12-21 2011-01-27 Конинклейке Филипс Электроникс Н.В. (Nl) Источник питания высокочастотных катушек
RU2417745C1 (ru) * 2010-02-01 2011-05-10 Общество с ограниченной ответственностью "С.П.ГЕЛПИК" Магнитно-резонансный сканер для ортопедического магнитного томографа
JP2011251118A (ja) * 2010-06-01 2011-12-15 Quality Electrodynamics Llc Ｒｆコイルアセンブリ、その保護方法および磁気共鳴イメージングシステム

Family Cites Families (19)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5132621A (en) * 1990-04-24 1992-07-21 General Electric Company Radio frequency field coil and power splitter for nmr
US5179332A (en) * 1991-08-16 1993-01-12 General Electric Company NMR radio frequency coil with disable circuit
US7598739B2 (en) * 1999-05-21 2009-10-06 Regents Of The University Of Minnesota Radio frequency gradient, shim and parallel imaging coil
US6377044B1 (en) 2000-03-01 2002-04-23 Philips Medical Systems(Cleveland), Inc. Multi-mode receiver coils for MRI
CN1207559C (zh) * 2000-12-28 2005-06-22 中国科学院武汉物理与数学研究所 一种数字化核磁共振控制台装置
DE10233123A1 (de) 2002-07-20 2004-02-05 Philips Intellectual Property & Standards Gmbh Einrichtung zur dynamischen Anpassung der Impedanz zwischen einem Leistungsverstärker und einer Antenne
US6608480B1 (en) * 2002-09-30 2003-08-19 Ge Medical Systems Global Technology Company, Llc RF coil for homogeneous quadrature transmit and multiple channel receive
DE10254660B4 (de) * 2002-11-22 2006-04-27 Siemens Ag Verfahren zur Korrektur des B 1- Felds bei MR-Messungen und Magnetresonanz-Messeinrichtung
US8461842B2 (en) * 2003-07-18 2013-06-11 Mks Instruments, Inc. Methods and systems for stabilizing an amplifier
EP1673642A4 (en) * 2003-10-03 2008-06-25 Univ Minnesota PARALLEL TRANSMITTER-RECEIVER FOR A NUCLEAR MAGNETIC RESONANCE SYSTEM
US6982554B2 (en) * 2004-04-29 2006-01-03 General Electric Company System and method for operating transmit or transmit/receive elements in an MR system
US7615999B2 (en) 2005-04-29 2009-11-10 Koninklijke Philips Electronics N.V. Method and circuit arrangement for operating multi-channel transmit/receive antenna devices
WO2007130588A2 (en) 2006-05-04 2007-11-15 Regents Of The University Of Minnesota Radio frequency field localization for magnetic resonance
DE102007015544B4 (de) * 2007-03-30 2011-01-27 Siemens Ag Zirkulator, Zirkulator-Betriebsverfahren, Magnetresonanzantenneneinrichtung mit einem solchen Zirkulator und Magnetresonanzgerät mit einer derartigen Mangnetresonanzantenneneinrichtung
JP5379997B2 (ja) * 2007-05-01 2013-12-25 株式会社東芝 磁気共鳴撮像装置および磁気共鳴撮像方法
US7508214B2 (en) 2007-05-21 2009-03-24 Medrad, Inc. Transmit-mode phased array coils for reduced SAR and artifact issues
CN101478067B (zh) * 2008-01-04 2013-01-16 西门子（中国）有限公司 射频开关设备、磁共振成像系统和射频信号传输方法
US8836333B2 (en) 2008-08-20 2014-09-16 Koninklijke Philips N.V. RF power splitter for magnetic resonance system
WO2012023385A1 (ja) 2010-08-17 2012-02-23 株式会社 日立メディコ 高周波コイルおよびそれを用いた磁気共鳴撮像装置

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2007124246A1 (en) * 2006-04-21 2007-11-01 Koninklijke Philips Electronics, N.V. Mr involving high speed coil mode switching between i-channel linear, q-channel linear, quadrature and anti-quadrature modes
JP2008119091A (ja) * 2006-11-09 2008-05-29 Hitachi Ltd コイル装置及びそれを用いた磁気共鳴検査装置
RU2009128044A (ru) * 2006-12-21 2011-01-27 Конинклейке Филипс Электроникс Н.В. (Nl) Источник питания высокочастотных катушек
WO2009105701A1 (en) * 2008-02-21 2009-08-27 Regents Of The University Of Minnesota Rf coil for mri which can be switched between different operational modes
RU2417745C1 (ru) * 2010-02-01 2011-05-10 Общество с ограниченной ответственностью "С.П.ГЕЛПИК" Магнитно-резонансный сканер для ортопедического магнитного томографа
JP2011251118A (ja) * 2010-06-01 2011-12-15 Quality Electrodynamics Llc Ｒｆコイルアセンブリ、その保護方法および磁気共鳴イメージングシステム

Also Published As

Publication number Publication date
BR112014028136A2 (pt) 2017-06-27
US9989600B2 (en) 2018-06-05
EP2850446B1 (en) 2023-07-12
RU2014150515A (ru) 2016-07-10
EP2850446A1 (en) 2015-03-25
JP2015516255A (ja) 2015-06-11
CN104303069B (zh) 2017-08-15
WO2013171611A1 (en) 2013-11-21
JP6220384B2 (ja) 2017-10-25
CN104303069A (zh) 2015-01-21
US20150177342A1 (en) 2015-06-25

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2620861C2 (ru) Конструкция схемы питания для подачи радиочастотного сигнала на множество катушечных элементов в магнитно-резонансной системе катушек
Inac et al. A phased array RFIC with built-in self-test capabilities
US10142039B2 (en) Integrated circuit calibration architecture
KR101855836B1 (ko) 지향성 결합기를 위한 시스템 및 방법
US8111640B2 (en) Antenna feed network for full duplex communication
KR20090086117A (ko) 무손실의 송신경로 안테나 스위치 회로
JP6349320B2 (ja) 無線周波数の分離が改善された送受切替回路
JP2017225105A (ja) 単一アンテナを用いるフルデュプレックスのための技術
US4684895A (en) Interface system for NMR spectrometer and quadrature probe
US9297868B2 (en) Antenna circuit for an MRI system
US20140320130A1 (en) Antenna Array for a Magnetic Resonance Tomography System
US10162024B2 (en) MR device with distribution network
US6650200B2 (en) Dynamic combiner/splitter for RF signal systems
US4833429A (en) Quadrature combiner
US10742176B2 (en) Programmable power combiner and splitter
KR102417241B1 (ko) 밀리미터파 송수신단의 sic 회로
US8358131B2 (en) RF stripline antenna with impedance adaptation for MR imaging
KR20200067455A (ko) 소형 저손실 밀리미터파 전력 분배 결합 장치
US20060028292A1 (en) Circuit for connection of at least two signal sources with at least one signal output
US20240080118A1 (en) Measurement device and method for operating a measurement device
Ko et al. Signal loss compensation of RF crossbar switch matrix system in ultra-high field MRI
US20210143817A1 (en) Octave Bandwidth High Power Non-Reflective Shunt PIN Diode Switch
JP2013236145A (ja) 送信ダイバーシティ高周波回路及びダ送信方法
CN112202443A (zh) 射频开关装置及射频开关系统
EP2477273A1 (en) Calibration device and method of operating a calibration device