RU2778634C2 - Passive radio-frequency shimming resonator for homogenization of field of radio-frequency antenna device for transmission mode and reception mode - Google Patents

Passive radio-frequency shimming resonator for homogenization of field of radio-frequency antenna device for transmission mode and reception mode Download PDF

Info

Publication number
RU2778634C2
RU2778634C2 RU2020106366A RU2020106366A RU2778634C2 RU 2778634 C2 RU2778634 C2 RU 2778634C2 RU 2020106366 A RU2020106366 A RU 2020106366A RU 2020106366 A RU2020106366 A RU 2020106366A RU 2778634 C2 RU2778634 C2 RU 2778634C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
radio frequency
mode
passive
resonant
antenna device
Prior art date
Application number
RU2020106366A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2020106366A3 (en
RU2020106366A (en
Inventor
Христиан ФИНДЕКЛЕ
Христоф ЛЁССЛЕР
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
Priority claimed from EP17181256.3A external-priority patent/EP3428673A1/en
Application filed by Конинклейке Филипс Н.В. filed Critical Конинклейке Филипс Н.В.
Publication of RU2020106366A publication Critical patent/RU2020106366A/en
Publication of RU2020106366A3 publication Critical patent/RU2020106366A3/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2778634C2 publication Critical patent/RU2778634C2/en

Links

Images

Abstract

FIELD: radio engineering.
SUBSTANCE: group of inventions relates to the field of magnetic resonance imaging (hereinafter – MRI) systems. A passive radio-frequency (hereinafter – RF) shimming resonator has the first resonance capability and the second resonance capability, wherein the passive RF shimming resonator contains a switching device made with the possibility of switching between the first and the second resonance capability in accordance with a transmission mode (TX mode) and a reception mode (RX mode) of RF field emitted by RF antenna device of MRI system.
EFFECT: provision of a passive RF shimming resonator for homogenization of RF field emitted by RF antenna device of MRI system.
15 cl, 14 dwg

Description

Область техники, к которой относится изобретениеThe field of technology to which the invention belongs

Настоящее изобретение относится к области систем магнитно-резонансной томографии (МРТ), в частности к области гомогенизации радиочастотного (РЧ) поля, излучаемого РЧ антенным устройством системы магнитно-резонансной томографии (МРТ).The present invention relates to the field of magnetic resonance imaging (MRI) systems, in particular to the field of homogenization of the radio frequency (RF) field emitted by the RF antenna device of the magnetic resonance imaging (MRI) system.

Изобретение относится, в частности, к пассивному радиочастотному (РЧ) шиммирующему резонатору для гомогенизации РЧ поля, излучаемого РЧ антенным устройством системы магнитно-резонансной томографии (МРТ).The invention relates in particular to a passive radio frequency (RF) shim resonator for homogenizing an RF field emitted from an RF antenna device in a magnetic resonance imaging (MRI) system.

Изобретение также относится к кровати пациента или матрасу пациента для использования в системе магнитно-резонансной томографии (МРТ).The invention also relates to a patient bed or patient mattress for use in a magnetic resonance imaging (MRI) system.

Изобретение также относится к радиочастотному (РЧ) антенному устройству для генерирования и/или приема радиочастотного поля для использования в системе магнитно-резонансной томографии (МРТ), причем радиочастотное антенное устройство содержит корпус катушки и упомянутый выше пассивный радиочастотный (РЧ) шиммирующий резонатор для гомогенизации РЧ поля, излучаемого радиочастотной антенной.The invention also relates to a radio frequency (RF) antenna device for generating and/or receiving a radio frequency field for use in a magnetic resonance imaging (MRI) system, the radio frequency antenna device comprising a coil housing and the aforementioned passive radio frequency (RF) shim resonator for RF homogenization field radiated by a radio frequency antenna.

Изобретение также относится к системе магнитно-резонансной томографии (МРТ), содержащей главный магнит для генерирования статического магнитного поля, систему магнитных градиентных катушек для генерирования градиентных магнитных полей, накладываемых на статическое магнитное поле, и по меньшей мере одно радиочастотное (РЧ) антенное устройство для генерирования РЧ поля.The invention also relates to a magnetic resonance imaging (MRI) system comprising a main magnet for generating a static magnetic field, a system of magnetic gradient coils for generating gradient magnetic fields superimposed on a static magnetic field, and at least one radio frequency (RF) antenna device for generating an RF field.

Изобретение, в частности, также относится к системе магнитно-резонансной томографии (МРТ), содержащей главный магнит для генерирования статического магнитного поля, систему магнитных градиентных катушек для генерирования градиентных магнитных полей, накладываемых на статическое магнитное поле, и по меньшей мере одно радиочастотное (РЧ) антенное устройство для генерирования РЧ поля.The invention particularly also relates to a magnetic resonance imaging (MRI) system comprising a main magnet for generating a static magnetic field, a system of magnetic gradient coils for generating gradient magnetic fields superimposed on a static magnetic field, and at least one radio frequency (RF) ) an antenna device for generating an RF field.

Изобретение, в частности, также относится к способу улучшения гомогенизации РЧ поля, излучаемого РЧ антенным устройством системы магнитно-резонансной томографии (МРТ).The invention, in particular, also relates to a method for improving the homogenization of the RF field emitted by the RF antenna device of a magnetic resonance imaging (MRI) system.

Уровень техникиState of the art

В высокопольной магнитно-резонансной томографии (МРТ) качество изображения часто страдает от плохой однородности поля B1, вызванной эффектами распространения волн радиочастотного поля. Таким образом, неоднородность поля продолжает оставаться серьезной проблемой в современных системах высокопольного магнитно-резонансного (МР) исследования, в частности в новейших системах магнитно-резонансного исследования с сильными магнитными полями в 3Т или 7Т. Среди различных РЧ катушек, предназначенных для решения этой проблемы, для улучшения однородности поля для МРТ были внедрены катушки типа «птичья клетка» (от англ. «birdcage coil») с прутками, проходящими в направлениях, нелинейных по сравнению с продольным направлением РЧ катушек.In high-field magnetic resonance imaging (MRI), image quality often suffers from poor B1 field uniformity caused by RF field wave propagation effects. Thus, field non-uniformity continues to be a serious problem in modern high-field magnetic resonance (MR) examination systems, in particular in the latest magnetic resonance examination systems with strong magnetic fields in 3T or 7T. Among the various RF coils designed to address this problem, birdcage coils have been introduced to improve MRI field uniformity, with bars running in directions that are non-linear compared to the longitudinal direction of the RF coils.

Для преодоления вышеуказанной проблемы и улучшения однородности электромагнитных полей очень прагматичным, простым и дешевым решением этой проблемы является использование диэлектрических прокладок, которые могут оказывать сглаживающее воздействие на передаваемое поле. Аналогичным образом, локальные пассивные резонаторы могут действовать аналогично диэлектрическим прокладкам. Следовательно, такие искусственные диэлектрические и/или узкополосные проницаемые материалы могут в дальнейшем использоваться в МРТ для улучшения однородности поля и снижения удельного коэффициента поглощения (SAR, от англ. Specific Absorption Rate) для конкретного пациента.To overcome the above problem and improve the uniformity of electromagnetic fields, a very pragmatic, simple and cheap solution to this problem is the use of dielectric spacers, which can have a smoothing effect on the transmitted field. Similarly, local passive resonators can act similarly to dielectric spacers. Therefore, such artificial dielectric and/or narrow band permeable materials can be further used in MRI to improve field uniformity and reduce the Specific Absorption Rate (SAR) for a particular patient.

Недостатком этих известных способов является то, что эти материалы имеют разную оптимальную форму для максимальной эффективности передачи и приема. Соответственно, влияние на режим передачи (TX-режим) и режим приема (RX-режим) может быть разным, т.е. благоприятное влияние на электромагнитное поле в TX-режиме может иметь негативное влияние на RX-режим, и наоборот. Это относится еще больше к конструкции катушки, в которой прутки антенны не проходят в продольном направлении РЧ-катушки. В отличие от этого могут быть предусмотрены независимые пруточные структуры, оптимизированные для TX-режима и RX-режима. В этом случае симметрия стандартной РЧ катушки по сравнению со стандартной катушкой типа «птичья клетка» нарушается, так как обычно есть две ориентации для нелинейного прохождения пруточных проводников РЧ катушки.The disadvantage of these known methods is that these materials have a different optimal shape for maximum transmission and reception efficiency. Accordingly, the effect on the transmit mode (TX mode) and the receive mode (RX mode) may be different, i.e. a favorable effect on the electromagnetic field in TX mode can have a negative effect on RX mode, and vice versa. This applies even more to the design of the coil, in which the antenna rods do not extend in the longitudinal direction of the RF coil. In contrast, independent bar structures optimized for TX mode and RX mode can be provided. In this case, the symmetry of the standard RF coil compared to the standard birdcage coil is broken, as there are usually two orientations for the non-linear passage of the RF coil wires.

В заявке на патент США US2013/0165768 раскрыта грудная катушка с ВЧ корректирующим катушечным элементом. Во время записи магнитного резонанса (т.е. в режиме приема) ВЧ корректирующий элемент воздействует на локальное поле B1, чтобы максимально гомогенизировать поле B1.US Patent Application US2013/0165768 discloses a chest coil with an RF corrective coil element. During magnetic resonance recording (i.e., in receive mode), the RF correction element acts on the local B1 field to homogenize the B1 field as much as possible.

Единый резонатор для одновременной оптимизации радиочастотного поля для эффективной передачи и приема невозможен.A single resonator to simultaneously optimize the RF field for efficient transmission and reception is not possible.

Раскрытие сущности изобретенияDisclosure of the essence of the invention

Задачей изобретения является предоставление пассивного радиочастотного (РЧ) шиммирующего резонатора для гомогенизации РЧ поля, излучаемого РЧ антенным устройством системы магнитно-резонансной томографии (МРТ), кровати пациента или матраса пациента для использования в системе магнитно-резонансной томографии (МРТ), радиочастотного (РЧ) антенного устройства для генерирования и/или приема радиочастотного поля для использования в системе магнитно-резонансной томографии (МРТ), системы магнитно-резонансной томографии (МРТ), способа улучшения гомогенизации радиочастотного поля, излучаемого радиочастотным антенным устройством системы магнитно-резонансной томографии (МРТ), позволяющего проводить МРТ с оптимизированными радиочастотными полями для режима приема (RX-режим) и режима передачи (TX-режима).The object of the invention is to provide a passive radio frequency (RF) shim resonator for homogenizing the RF field emitted by the RF antenna device of a magnetic resonance imaging (MRI) system, patient bed or patient mattress for use in a magnetic resonance imaging (MRI) system, radio frequency (RF) an antenna device for generating and/or receiving a radio frequency field for use in a magnetic resonance imaging (MRI) system, a magnetic resonance imaging (MRI) system, a method for improving the homogenization of a radio frequency field emitted by a radio frequency antenna device of a magnetic resonance imaging (MRI) system, allowing MRI with optimized RF fields for receive mode (RX mode) and transmit mode (TX mode).

Эта задача решена пассивным радиочастотным (РЧ) шиммирующим резонатором для гомогенизации РЧ поля, излучаемого радиочастотным антенным устройством системы магнитно-резонансной томографии, причем пассивный радиочастотный шиммирующий резонатор обладает первой резонансной способностью и второй резонансной способностью, при этом пассивный радиочастотный шиммирующий резонатор содержит переключающее устройство, выполненное с возможностью переключения между первой и второй резонансной способностью в соответствии с режимом передачи (TX-режимом) и режимом приема (RX-режимом) радиочастотного поля, излучаемого радиочастотным антенным устройством системы магнитно-резонансной томографии.This problem is solved by a passive radio frequency (RF) shim resonator for homogenizing the RF field emitted by a radio frequency antenna device of a magnetic resonance imaging system, the passive radio frequency shim resonator having a first resonant capability and a second resonant capability, while the passive radio frequency shim resonator comprises a switching device configured with the possibility of switching between the first and second resonant capacity in accordance with the transmission mode (TX mode) and the reception mode (RX mode) of the radio frequency field emitted by the radio frequency antenna device of the magnetic resonance imaging system.

Эта задача далее решена кроватью пациента или матрасом пациента для использования в системе магнитно-резонансной томографии (МРТ), в которой кровать пациента или матрас пациента содержит упомянутый выше пассивный радиочастотный (РЧ) шиммирующий резонатор для гомогенизации РЧ поля, излучаемого РЧ антенным устройством системы магнитно-резонансной томографии (МРТ).This problem is further solved by a patient bed or patient mattress for use in a magnetic resonance imaging (MRI) system, in which the patient bed or patient mattress contains the aforementioned passive radio frequency (RF) shim resonator for homogenizing the RF field emitted by the RF antenna device of the magnetic resonance imaging system. resonance imaging (MRI).

Эта задача также решена радиочастотным (РЧ) антенным устройством для генерирования и/или приема РЧ поля для использования в системе магнитно-резонансной томографии (МРТ), в которой РЧ антенное устройство содержит корпус катушки и упомянутый выше пассивный радиочастотный (РЧ) шиммирующий резонатор для гомогенизации РЧ поля, излучаемого РЧ антенным устройством, причем пассивный РЧ шиммирующий резонатор расположен внутри корпуса катушки.This object is also solved by a radio frequency (RF) antenna device for generating and/or receiving an RF field for use in a magnetic resonance imaging (MRI) system, in which the RF antenna device comprises a coil housing and the aforementioned passive radio frequency (RF) shim resonator for homogenization An RF field radiated from an RF antenna device, wherein the passive RF shim resonator is located within the coil housing.

Эта задача также решена системой магнитно-резонансной томографии (МРТ), содержащей главный магнит для генерирования статического магнитного поля, систему магнитных градиентных катушек для генерирования градиентных магнитных полей, наложенных на статическое магнитное поле, и по меньшей мере одно радиочастотное (РЧ) антенное устройство для генерирования РЧ поля, причем система магнитно-резонансной томографии (МРТ) также содержит упомянутую выше кровать пациента или матрас пациента.This problem is also solved by a magnetic resonance imaging (MRI) system comprising a main magnet for generating a static magnetic field, a system of magnetic gradient coils for generating gradient magnetic fields superimposed on a static magnetic field, and at least one radio frequency (RF) antenna device for generating an RF field, wherein the magnetic resonance imaging (MRI) system also comprises the above-mentioned patient bed or patient mattress.

Кроме того, эта задача решена системой магнитно-резонансной томографии (МРТ), содержащей главный магнит для генерирования статического магнитного поля, систему магнитных градиентных катушек для генерирования градиентных магнитных полей, наложенных на статическое магнитное поле, и по меньшей мере одно радиочастотное (РЧ) антенное устройство для генерирования РЧ-поля, причем по меньшей мере одно радиочастотное антенное устройство является упомянутым выше радиочастотным антенным устройством.In addition, this problem is solved by a magnetic resonance imaging (MRI) system containing a main magnet for generating a static magnetic field, a system of magnetic gradient coils for generating gradient magnetic fields superimposed on a static magnetic field, and at least one radio frequency (RF) antenna an RF field generating device, wherein the at least one RF antenna device is the RF antenna device mentioned above.

Эта задача также решена способом улучшения гомогенизации РЧ поля, излучаемого РЧ антенным устройством системы магнитно-резонансной томографии (МРТ), содержащим шаги, на которых обеспечивают пассивный РЧ шиммирующий резонатор, имеющий первую резонансную способность и вторую резонансную способность в соответствии с режимом передачи (TX-режимом) и режимом приема (RX-режимом) РЧ антенного устройства, определяют режим передачи (TX-режим) и режим приема (RX-режим) РЧ антенного устройства системы магнитно-резонансной томографии, и переключают пассивный радиочастотный шиммирующий резонатор между первой и второй резонансной способностью в соответствии с режимом передачи (TX-режимом) и режимом приема (RX-режимом) радиочастотного поля, излучаемого радиочастотным антенным устройством системы магнитно-резонансной томографии.This problem is also solved by a method for improving the homogenization of an RF field emitted by an RF antenna device of a magnetic resonance imaging (MRI) system, comprising the steps of providing a passive RF shim resonator having a first resonant capability and a second resonant capability according to a transmission mode (TX- mode) and reception mode (RX mode) of the RF antenna device, determine the transmission mode (TX mode) and the reception mode (RX mode) of the RF antenna device of the magnetic resonance imaging system, and switch the passive RF shim resonator between the first and second resonant capability according to the transmission mode (TX mode) and the reception mode (RX mode) of the RF field emitted by the RF antenna device of the magnetic resonance imaging system.

Таким образом, при переключении пассивного РЧ шиммирующего резонатора между TX-режимом (или режимом передачи) и RX-режимом (или режимом приема), наряду с соответствующими режимами работы системы магнитно-резонансной томографии, может быть достигнута оптимальная конфигурация как для режима передачи, так и для режима приема. Это возможно, так как в МРТ передача и прием выполняются последовательно. С помощью переключающего устройства можно выбрать подходящую конфигурацию пассивного РЧ шиммирующего резонатора для улучшения в каждом случае характеристик системы магнитно-резонансной томографии. Для обеспечения различных резонансных способностей могут применяться различные подходы, например обеспечение резонансных способностей независимо или с использованием, по меньшей мере частично, одних и тех же структур. Таким образом, пассивный РЧ шиммирующий резонатор в целом может быть адаптирован к различным приложениям путем выполнения операции переключения. В этом контексте предпочтительно, чтобы первая и вторая резонансные способности обеспечивались в соответствии с режимом передачи (TX-режимом) и режимом приема (RX-режимом) радиочастотного поля, излучаемого РЧ антенным устройством системы магнитно-резонансной томографии. Таким образом, пассивный РЧ шиммирующий резонатор может быть переключен между состоянием передачи и состоянием приема, каждое из которых оптимизировано для соответствующей компоненты вращающегося поля. Пассивный РЧ шиммирующий резонатор может быть выполнен в различных компонентах системы магнитно-резонансной томографии, например в кровати пациента, корпусе катушки или матрасе пациента. Пассивный РЧ шиммирующий резонатор может поставляться отдельно или в комбинации по меньшей мере с одной керамической диэлектрической прокладкой. Соответственно, может быть достигнута оптимальная конфигурация как для режима передачи, так и для режима приема системы магнитно-резонансной томографии. Для режима передачи оптимизированы однородность поля B1+ и удельного коэффициента поглощения (SAR, от англ. Specific Absorption Rate), в то время как в режиме приема оптимально увеличены однородность поля B1+ и отношение сигнал-шум (SNR, от англ. Signal-to-Noise Ratio). Пространственные вариации РЧ поля, излучаемого РЧ антенной, т.е. передающей катушкой системы МРТ, могут быть уменьшены.Thus, by switching the passive RF shim resonator between TX mode (or transmit mode) and RX mode (or receive mode), along with the corresponding modes of operation of the magnetic resonance imaging system, an optimal configuration can be achieved for both transmit mode and and for the receive mode. This is possible because in MRI, transmission and reception are performed sequentially. By means of a switching device, a suitable configuration of the passive RF shim resonator can be selected to improve the performance of the MRI system in each case. Various approaches may be taken to provide different resonant capabilities, such as providing the resonant capabilities independently or using at least partially the same structures. Thus, the passive RF shim cavity as a whole can be adapted to various applications by performing a switching operation. In this context, it is preferable that the first and second resonant capabilities are provided in accordance with the transmission mode (TX mode) and the reception mode (RX mode) of the RF field emitted from the RF antenna device of the magnetic resonance imaging system. Thus, the passive RF shim cavity can be switched between a transmit state and a receive state, each optimized for a respective component of the rotating field. A passive RF shim resonator can be incorporated into various components of an MRI system, such as a patient bed, coil housing, or patient mattress. The passive RF shim resonator can be supplied alone or in combination with at least one ceramic dielectric spacer. Accordingly, an optimal configuration for both the transmit mode and the receive mode of the magnetic resonance imaging system can be achieved. For the transmit mode, the uniformity of the B1+ field and the Specific Absorption Rate (SAR) are optimized, while in the receive mode, the uniformity of the B1+ field and the signal-to-noise ratio (SNR, from the English Signal-to-Noise) are optimally increased ratio). Spatial variations of the RF field emitted by the RF antenna, i.e. transmission coil of the MRI system can be reduced.

Под переключающим устройством понимается набор отдельных переключающих блоков, которые переключаются для общего достижения гомогенизации РЧ поля, излучаемого РЧ антенным устройством системы магнитно-резонансной томографии. Однако переключающее устройство может содержать только один переключающий блок.By switching device is meant a set of individual switching units that are switched to collectively achieve homogenization of the RF field emitted from the RF antenna device of the magnetic resonance imaging system. However, the switching device may comprise only one switching unit.

В соответствии с модифицированным вариантом осуществления, пассивный РЧ шиммирующий резонатор содержит одну или несколько электромагнитно сопряженных резонансных петель, причем переключающее устройство содержит по меньшей мере один переключающий блок, расположенный в одной или нескольких электромагнитно сопряженных резонансных петлях, при этом переключающее устройство выполнено с возможностью управления таким образом, чтобы по меньшей мере один переключающий блок переключал одну или несколько электромагнитно сопряженных резонансных петель для обеспечения первой и второй резонансной способности с помощью одной или нескольких электромагнитно сопряженных резонансных петель. Таким образом, в зависимости от режима передачи (TX-режима) или режима приема (RX-режима) РЧ катушки по меньшей мере один переключающий блок может быть использован для выбора и активации резонансных петель требуемым образом. Резонансные петли для режима передачи (TX-режима) и режима приема (RX-режима) могут совместно использовать по меньшей мере часть своих петель. В качестве альтернативы, резонансные петли для режима передачи (TX-режима) и режима приема (RX-режима) могут быть отдельными резонансными петлями.According to a modified embodiment, the passive RF shim resonator comprises one or more electromagnetically coupled resonant loops, wherein the switching device comprises at least one switching unit located in one or more electromagnetically coupled resonant loops, the switching device being configured to control such so that at least one switching unit switches one or more electromagnetically coupled resonant loops to provide the first and second resonant capability with one or more electromagnetically coupled resonant loops. Thus, depending on the transmit mode (TX mode) or receive mode (RX mode) of the RF coil, at least one switching unit can be used to select and activate the resonant loops in the desired manner. The resonance loops for the transmit mode (TX mode) and the receive mode (RX mode) may share at least a portion of their loops. Alternatively, the resonant loops for the transmit mode (TX mode) and the receive mode (RX mode) may be separate resonant loops.

В соответствии с модифицированным вариантом осуществления пассивный РЧ шиммирующий резонатор содержит несколько электромагнитно сопряженных резонансных петель, причем резонансные петли расположены в двухмерной (2D) или трехмерной (3D) сеточной структуре, образуя искусственный диэлектрик, причем переключающее устройство содержит несколько переключающих блоков, расположенных в нескольких электромагнитно сопряженных резонансных петлях, при этом переключающие блоки выполнены с возможностью переключения одной или нескольких электромагнитно сопряженных резонансных петель для обеспечения первой и второй резонансной способности с помощью одной или нескольких электромагнитно сопряженных резонансных петель. На основе сеточной структуры резонансных петель может быть обеспечен однородный пассивный РЧ шиммирующий резонатор. Это облегчает изготовление пассивного РЧ шиммирующего резонатора. Кроме того, сеточная структура облегчает оптимизацию РЧ поля системы магнитно-резонансной томографии, поскольку РЧ полем можно легко управлять по всей оси координат. Переключающие блоки могут быть предусмотрены в ветвях сеточной структуры в зависимости от требуемой формы резонансных петель.According to a modified embodiment, the passive RF shim resonator comprises a plurality of electromagnetically coupled resonant loops, the resonant loops being arranged in a two-dimensional (2D) or three-dimensional (3D) grid structure, forming an artificial dielectric, the switching device comprising a plurality of switching blocks arranged in several electromagnetically conjugated resonant loops, wherein the switching units are configured to switch one or more electromagnetically conjugated resonant loops to provide the first and second resonant capability using one or more electromagnetically conjugated resonant loops. Based on the grid structure of the resonant loops, a homogeneous passive RF shimming resonator can be provided. This facilitates the fabrication of a passive RF shim resonator. In addition, the grid structure makes it easier to optimize the RF field of an MRI system because the RF field can be easily controlled along the entire coordinate axis. Switching blocks can be provided in the branches of the grid structure, depending on the desired shape of the resonant loops.

В соответствии с модифицированным вариантом осуществления резонансные петли расположены в ветвях, соединяющих соединительные точки сеточной структуры. Соответственно, резонансные петли могут формироваться и активироваться соединительными ветвями сеточной структуры. Таким образом, в зависимости от режима передачи (TX-режима) или режима приема (RX-режима), для формирования резонансных петель могут быть подключены различные наборы ветвей. Резонансные петли для режима передачи (TX-режима) и режима приема (RX-режима) могут быть независимыми друг от друга. Однако также возможно, что резонансные петли режима передачи (TX-режима) и режима приема (RX-режима) по меньшей мере частично совместно используют ветви сеточной структуры. Кроме того, возможно, что некоторые из ветвей вообще не используются. Ветви могут иметь расстраивающие компоненты или контуры, чтобы можно было активировать соответствующие ветви с соответствующими расстраивающими способностями требуемым образом.In accordance with a modified embodiment, the resonant loops are located in the branches connecting the connecting points of the grid structure. Accordingly, resonant loops can be formed and activated by connecting branches of the grid structure. Thus, depending on the transmit mode (TX mode) or receive mode (RX mode), different sets of branches can be connected to form resonant loops. The resonance loops for the transmit mode (TX mode) and the receive mode (RX mode) may be independent of each other. However, it is also possible that the transmit mode (TX mode) and receive mode (RX mode) resonant loops at least partially share branches of the grid structure. It is also possible that some of the branches are not used at all. The branches may have detuning components or outlines so that corresponding branches with appropriate detuning abilities can be activated in the desired manner.

В соответствии с модифицированным вариантом осуществления пассивный РЧ шиммирующий резонатор содержит одну или несколько электромагнитно сопряженных линий передачи, причем переключающее устройство содержит по меньшей мере один переключающий блок, расположенный в одной или нескольких электромагнитно сопряженных линиях передачи, и выполнено с возможностью управления таким образом, чтобы по меньшей мере один переключающий блок переключал одну или несколько электромагнитно сопряженных линий передачи для обеспечения первой и второй резонансной способности с помощью одной или нескольких электромагнитно сопряженных линий передачи. Линии передачи могут содержать различные виды переключающих блоков, выполненных из электронных компонентов, таких как pin-диоды, диоды Шоттки или транзисторы. Например, pin-диоды могут переключать линию передачи при значительном наведенном напряжении. Операция переключения может быть выполнена для адаптации поведения линии передачи к фазе передачи и к фазе приема. Два переключающих блока могут быть расположены в антипараллельной конфигурации для обеспечения полного управления в обоих направлениях. Кроме того, переключающие блоки могут быть предусмотрены внутри ветви в подветви, расположенной параллельно с другой подветвью. Соответственно, ветвь может быть отключена, например, во время фазы передачи и может быть активной в фазе приема.In accordance with a modified embodiment, the passive RF shim resonator comprises one or more electromagnetically coupled transmission lines, wherein the switching device comprises at least one switching unit located in one or more electromagnetically coupled transmission lines and is configured to be controlled so that at least one switching unit switched one or more electromagnetically coupled transmission lines to provide the first and second resonant ability with one or more electromagnetically coupled transmission lines. Transmission lines may contain various kinds of switching units made of electronic components such as pin diodes, Schottky diodes or transistors. For example, pin diodes can switch a transmission line at a significant induced voltage. The switching operation may be performed to adapt the behavior of the transmission line to the transmit phase and to the receive phase. The two switching units can be placed in an anti-parallel configuration to provide full control in both directions. In addition, switching units may be provided within a branch in a sub-branch parallel to another sub-branch. Accordingly, a branch may be disabled, for example, during the transmit phase and may be active during the receive phase.

В соответствии с модифицированным вариантом осуществления пассивный РЧ шиммирующий резонатор содержит один или несколько сопряженных диэлектрических резонаторов, причем переключающее устройство содержит по меньшей мере один переключающий блок, расположенный в одном или нескольких сопряженных диэлектрических резонаторах, причем переключающее устройство выполнено с возможностью управления таким образом, чтобы по меньшей мере один переключающий блок переключал один или несколько сопряженных диэлектрических резонаторов для обеспечения первой и второй резонансной способности с помощью одного или нескольких сопряженных диэлектрических резонаторов. Таким образом, для обеспечения первой и второй резонансной способности в соответствии с режимом передачи (TX-режимом) и режимом приема (RX-режимом) РЧ поля, излучаемого РЧ антенным устройством системы магнитно-резонансной томографии, может быть предусмотрен один диэлектрический резонатор или несколько сопряженных диэлектрических резонаторов.According to a modified embodiment, the passive RF shim resonator comprises one or more coupled dielectric resonators, wherein the switching device comprises at least one switching unit located in one or more coupled dielectric resonators, the switching device being operable to be controlled such that at least one switching unit switched one or more conjugated dielectric resonators to provide the first and second resonant power with one or more conjugated dielectric resonators. Thus, in order to provide the first and second resonant capabilities in accordance with the transmission mode (TX mode) and the reception mode (RX mode) of the RF field emitted by the RF antenna device of the magnetic resonance imaging system, one dielectric resonator or a plurality of conjugated dielectric resonators.

В соответствии с модифицированным вариантом осуществления переключающее устройство содержит по меньшей мере один переключаемый резонансный контур. Резонансный контур может использоваться для адаптации резонансной частоты в зависимости от режима передачи (TX-режима) или режима приема (RX-режима). Резонансный контур может включать в себя любой переключающий блок, подходящий для переключения резонансного контура между различными резонансными частотами, что обеспечивает гомогенизацию и/или оптимизацию РЧ поля. Вследствие наличия резонансных способностей, т.е. резонансной частоты резонансного контура, поведение пассивного РЧ шиммирующего резонатора можно изменять, переключаясь между первой и второй резонансной способностью в соответствии с режимом передачи (TX-режимом) и режимом приема (RX-режимом) радиочастотного поля, излучаемого радиочастотным антенным устройством системы магнитно-резонансной томографии. Переключение пассивного РЧ шиммирующего резонатора может осуществляться с помощью переключающих блоков, включающих в себя электрические компоненты, такие как pin-диоды, диоды Шоттки или транзисторы.According to a modified embodiment, the switching device comprises at least one switchable resonant circuit. The resonant circuit can be used to adapt the resonant frequency depending on the transmit mode (TX mode) or the receive mode (RX mode). The resonant circuit may include any switching unit suitable for switching the resonant circuit between different resonant frequencies, thereby homogenizing and/or optimizing the RF field. Due to the presence of resonant abilities, i.e. resonant frequency of the resonant circuit, the behavior of the passive RF shim resonator can be changed by switching between the first and second resonant capability according to the transmit mode (TX mode) and receive mode (RX mode) of the RF field emitted by the RF antenna device of the magnetic resonance imaging system . Switching of the passive RF shim resonator can be accomplished with switching units including electrical components such as pin diodes, Schottky diodes, or transistors.

В соответствии с модифицированным вариантом осуществления переключающее устройство является активно управляемым переключающим устройством, причем пассивный РЧ шиммирующий резонатор содержит блок управления, причем блок управления выполнен с возможностью активного переключения переключающего устройства между первой и второй резонансной способностью в соответствии с режимом передачи (TX-режимом) и режимом приема (RX-режимом) РЧ поля, излучаемого радиочастотным антенным устройством системы магнитно-резонансной томографии. Соответственно, управление переключающим устройством может осуществляться для переключения пассивного РЧ шиммирующего резонатора в соответствии с режимом передачи (TX-режимом) и режимом приема (RX-режимом) радиочастотного поля. Активное переключение переключающего устройства обеспечивает высокую степень свободы управления переключающими блоками. Желательно, чтобы блок управления синхронизировался с системой управления режимом передачи (TX-режимом) и режимом приема (RX-режимом) системы магнитно-резонансной томографии. Переключающими блоками могут быть, например, pin-диоды, диоды Шоттки или транзисторы, активно управляемые блоком управления. Транзистор может активно управляться посредством его управляющего вывода, в то время как диоды могут активно управляться, например, путем подачи переключающего напряжения между их контактными выводами.According to a modified embodiment, the switching device is an actively controlled switching device, wherein the passive RF shim resonator comprises a control unit, the control unit being configured to actively switch the switching device between a first and a second resonant capability in accordance with a transmission mode (TX mode) and receiving mode (RX mode) of the RF field emitted by the radio frequency antenna device of the magnetic resonance imaging system. Accordingly, the switching device can be controlled to switch the passive RF shim cavity in accordance with a transmit mode (TX mode) and a receive mode (RX mode) of the RF field. The active switching of the switching device provides a high degree of freedom in the control of the switching units. It is desirable that the control unit be synchronized with the control system of the transmit mode (TX mode) and the receive mode (RX mode) of the magnetic resonance imaging system. The switching units can be, for example, pin diodes, Schottky diodes or transistors actively controlled by the control unit. A transistor may be actively controlled via its control terminal, while diodes may be actively controlled, for example, by applying a switching voltage between their terminals.

В соответствии с модифицированным вариантом осуществления переключающее устройство является пассивным переключающим устройством, причем переключающее устройство выполнено с возможностью пассивного переключения между первой и второй резонансной способностью в соответствии с режимом передачи (TX-режимом) и режимом приема (RX-режимом) радиочастотного поля, излучаемого радиочастотным антенным устройством системы магнитно-резонансной томографии. Таким образом, передающее поле B1 может использоваться для переключения переключающих блоков. Это может быть сделано аналогичным образом, как это известно в уровне технике, например, для переключения местных приемных катушек. Таким образом, передающее поле B1 может использоваться, например, для переключения части резонатора. Переключение пассивного РЧ шиммирующего резонатора может осуществляться с помощью электрических компонентов, таких как pin-диоды, диоды Шоттки или транзисторы.According to a modified embodiment, the switching device is a passive switching device, wherein the switching device is configured to passively switch between the first and second resonant capability in accordance with a transmit mode (TX mode) and a receive mode (RX mode) of the RF field emitted by the RF antenna device of the magnetic resonance imaging system. Thus, the transmission field B1 can be used to switch the switching units. This can be done in a similar manner as is known in the art, for example to switch local pick-up coils. Thus, the transmission field B1 can be used, for example, to switch part of the resonator. Switching of the passive RF shim cavity can be done with electrical components such as pin diodes, Schottky diodes, or transistors.

В соответствии с модифицированным вариантом осуществления, первая резонансная способность предназначена для достижения оптимизации передающего поля РЧ катушки, а вторая резонансная способность предназначена для достижения гомогенизации принимающего поля РЧ катушки, или наоборот.According to a modified embodiment, the first resonant capability is to achieve RF coil transmit field optimization and the second resonant capability is to achieve RF coil receive field homogenization, or vice versa.

Краткое описание чертежейBrief description of the drawings

Эти и другие аспекты изобретения станут очевидны и будут разъяснены со ссылкой на варианты осуществления, описанные ниже. Однако такие варианты осуществления не обязательно представляют полный объем изобретения, и поэтому здесь делается ссылка на формулу для интерпретации объема изобретения.These and other aspects of the invention will become apparent and will be explained with reference to the embodiments described below. However, such embodiments do not necessarily represent the full scope of the invention, and therefore reference is made here to the claims to interpret the scope of the invention.

На фиг. 1 показана схематическая иллюстрация части первого, предпочтительного варианта осуществления системы магнитно-резонансной томографии (МРТ).In FIG. 1 is a schematic illustration of a portion of a first, preferred embodiment of a magnetic resonance imaging (MRI) system.

На фиг. 2 представлен схематический вид сбоку кровати пациента с пассивным радиочастотным шиммирующим резонатором и поддерживаемый на ней исследуемый объект, в соответствии со вторым вариантом осуществления.In FIG. 2 is a schematic side view of a patient bed with a passive RF shim resonator and a test object supported thereon, according to the second embodiment.

На фиг. 3 представлен схематический вид сверху кровати пациента, показанной на фиг. 2, с ее пассивным РЧ шиммирующим резонатором.In FIG. 3 is a schematic plan view of the patient bed shown in FIG. 2 with its passive RF shim resonator.

На фиг. 4 представлен схематический вид сверху пассивной дипольной антенны для использования в пассивном РЧ шиммирующем резонаторе, в соответствии с третьим вариантом осуществления.In FIG. 4 is a schematic plan view of a passive dipole antenna for use in a passive RF shim resonator according to a third embodiment.

На фиг. 5 представлен схематический вид сверху комбинации пассивной дипольной антенны с резонансной петлей для использования в пассивном РЧ шиммирующем резонаторе, в соответствии с четвертым вариантом осуществления.In FIG. 5 is a schematic plan view of a combination of a passive dipole antenna with a resonant loop for use in a passive RF shim resonator according to the fourth embodiment.

На фиг. 6 представлен схематический вид сверху расположения нескольких резонансных петель, образующих пассивный РЧ шиммирующий резонатор в двумерной структуре, в соответствии с пятым вариантом осуществления.In FIG. 6 is a schematic top view of an arrangement of several resonant loops forming a passive RF shim resonator in a two-dimensional structure, according to a fifth embodiment.

На фиг. 7 представлен подробный вид сверху одной резонансной петли с управляющими выводами, в соответствии с шестым вариантом осуществления.In FIG. 7 is a detailed plan view of one resonant loop with control terminals, according to the sixth embodiment.

На фиг. 8 представлен схематический вид сверху пассивного РЧ шиммирующего резонатора в двухмерной сеточной структуре, в соответствии с седьмым вариантом осуществления.In FIG. 8 is a schematic plan view of a passive RF shim resonator in a 2D grid structure, according to the seventh embodiment.

На фиг. 9 представлен схематический вид в аксонометрии пассивного РЧ шиммирующего резонатора в трехмерной сеточной структуре, в соответствии с восьмым вариантом осуществления.In FIG. 9 is a schematic perspective view of a passive RF shim resonator in a 3D grid structure according to an eighth embodiment.

На фиг. 10 представлен схематический вид сбоку пассивного РЧ шиммирующего резонатора с тремя резонансными петлями, расположенными друг над другом в конструкции в виде стопки, в соответствии с девятым вариантом осуществления.In FIG. 10 is a schematic side view of a passive RF shim resonator with three resonant loops stacked one above the other in a ninth embodiment.

На фиг. 11a представлен схематический вид сбоку пассивного РЧ шиммирующего резонатора с первой внутренней структурой, в соответствии с десятым вариантом осуществления.In FIG. 11a is a schematic side view of a passive RF shim resonator with a first internal structure according to the tenth embodiment.

На фиг. 11b представлен схематический вид сбоку пассивного РЧ шиммирующего резонатора со второй внутренней структурой, в соответствии с одиннадцатым вариантом осуществления.In FIG. 11b is a schematic side view of a passive RF shim resonator with a second internal structure, according to an eleventh embodiment.

На фиг. 12 представлен схематический вид исследуемого объекта, расположенного на кровати пациента с пассивным РЧ шиммирующим резонатором, в соответствии с любым предыдущим вариантом осуществления, с темными пятнами, образовавшимися при генерировании МР изображения.In FIG. 12 is a schematic view of an object of interest placed on a patient bed with a passive RF shim resonator, in accordance with any of the previous embodiments, with dark spots resulting from the generation of the MR image.

На фиг. 13 представлен схематический вид в соответствии с фиг. 12, указывающий образование различных темных пятен, сформированных при генерировании МР изображения для режима передачи (TX-режима) и для режима приема (RX-режима) системы магнитно-резонансной томографии.In FIG. 13 is a schematic view according to FIG. 12 indicating the formation of various dark spots formed when an MR image is generated for the transmit mode (TX mode) and for the receive mode (RX mode) of the magnetic resonance imaging system.

Осуществление изобретенияImplementation of the invention

На фиг. 1 показана схематическая иллюстрация части системы 110 магнитно-резонансной томографии (МРТ), содержащей МР сканер 112 в соответствии с первым, предпочтительным вариантом осуществления. Система 110 магнитно-резонансной томографии первого варианта осуществления описана здесь в общих чертах как основа для всех обсуждаемых вариантов осуществления.In FIG. 1 shows a schematic illustration of a portion of a magnetic resonance imaging (MRI) system 110 comprising an MR scanner 112 in accordance with the first, preferred embodiment. The magnetic resonance imaging system 110 of the first embodiment is described herein in general terms as the basis for all discussed embodiments.

Система 110 магнитно-резонансной томографии включает в себя главный магнит 114, предназначенный для генерирования статического магнитного поля. Главный магнит 114 имеет центральное отверстие, которое обеспечивает пространство 116 для исследования вокруг центральной оси 118 для исследуемого объекта 120, обычно пациента, который должен быть помещен внутрь. Исследуемый объект 120 обычно лежит на кровати 142 пациента. Соответственно, в этом варианте осуществления центральное отверстие и, следовательно, статическое магнитное поле главного магнита 114 имеют горизонтальную ориентацию в соответствии с центральной осью 118 и кроватью 142 пациента. В альтернативном варианте осуществления ориентация главного магнита 114 может быть иной, например, для обеспечения статического магнитного поля с вертикальной ориентацией. Кроме того, система 110 магнитно-резонансной томографии содержит систему 122 магнитных градиентных катушек, предназначенную для генерирования градиентных магнитных полей, наложенных на статическое магнитное поле. Система 122 магнитных градиентных катушек концентрически расположена внутри отверстия главного магнита 114, как это известно в уровне техники.The magnetic resonance imaging system 110 includes a main magnet 114 for generating a static magnetic field. The main magnet 114 has a central opening which provides an examination space 116 around a central axis 118 for an object 120 to be examined, typically a patient, to be placed inside. The investigated object 120 usually lies on the bed 142 of the patient. Accordingly, in this embodiment, the central hole and hence the static magnetic field of the main magnet 114 are horizontally oriented in accordance with the central axis 118 and the patient bed 142. In an alternative embodiment, the orientation of the main magnet 114 may be different, for example, to provide a static magnetic field with a vertical orientation. In addition, the magnetic resonance imaging system 110 includes a magnetic gradient coil system 122 for generating gradient magnetic fields superimposed on a static magnetic field. The system 122 of magnetic gradient coils is located concentrically within the opening of the main magnet 114, as is known in the prior art.

Кроме того, система 110 магнитно-резонансной томографии включает в себя радиочастотное (РЧ) антенное устройство 140, выполненное в виде катушки для всего тела с трубчатым корпусом. РЧ антенное устройство 140 также иногда называют устройством РЧ катушки. В альтернативном варианте осуществления РЧ антенное устройство 140 выполнено в виде головной катушки или катушки любого другого подходящего типа для использования в системах 110 магнитно-резонансной томографии. РЧ антенное устройство 140 предназначено для приложения РЧ магнитного поля к исследуемому пространству 116 во время фаз РЧ передачи, т.е. в режиме TX системы 110 магнитно-резонансной томографии, для возбуждения ядер исследуемого объекта 120, который должны быть покрыт МР изображениями. РЧ антенное устройство 140 также предназначено для приема сигналов магнитного резонанса от возбужденных ядер во время фаз РЧ приема, т.е. в режиме RX системы 110 магнитно-резонансной томографии. В рабочем состоянии системы 110 магнитно-резонансной томографии фазы РЧ передачи и фазы РЧ приема следуют поочередно. РЧ антенное устройство 140 расположено концентрически в отверстии главного магнита 114. Цилиндрическое РЧ экранирующее устройство 124 расположено концентрически между системой 122 магнитных градиентных катушек и РЧ антенным устройством 140. Таким образом, РЧ экранирующее устройство 124 коаксиально охватывает РЧ антенное устройство 140. В некоторых вариантах осуществлениях РЧ антенное устройство 140 и РЧ экранирующее устройство 124 выполнены воедино.In addition, the magnetic resonance imaging system 110 includes a radio frequency (RF) antenna device 140 configured as a whole body coil with a tubular body. The RF antenna device 140 is also sometimes referred to as the RF coil device. In an alternative embodiment, RF antenna device 140 is in the form of a head coil or any other suitable type of coil for use in magnetic resonance imaging systems 110. The RF antenna device 140 is designed to apply an RF magnetic field to the area of interest 116 during the phases of the RF transmission, i. in the TX mode of the magnetic resonance imaging system 110, to excite the nuclei of the test object 120 to be covered by the MR images. The RF antenna device 140 is also designed to receive magnetic resonance signals from excited nuclei during the RF reception phases, i. in the RX mode of the magnetic resonance imaging system 110 . In the operational state of the MRI system 110, the RF transmission phases and the RF reception phases alternate. RF antenna device 140 is positioned concentrically within the opening of main magnet 114. Cylindrical RF shield device 124 is positioned concentrically between magnetic gradient coil array 122 and RF antenna device 140. Thus, RF shield device 124 coaxially surrounds RF antenna device 140. In some RF embodiments, the antenna device 140 and the RF shielding device 124 are integrally formed.

Кроме того, система 110 магнитно-резонансной томографии содержит блок 130 реконструкции МР изображений из полученных МР сигналов, и блок 126 управления системой магнитно-резонансной томографии с блоком 128 монитора, предназначенного для управления функциями МР сканера 112, как это известно в области техники. Линии 138 управления установлены между блоком 126 управления системы магнитно-резонансной томографии и блоком 134 РЧ передатчика, который обеспечивает подачу РЧ энергии с радиочастотой магнитного резонанса на РЧ антенное устройство 140 через РЧ переключающий блок 136 во время фаз РЧ передачи. В свою очередь, радиочастотным переключающим блоком 136 также управляет блок 126 управления системы магнитно-резонансной томографии, и для этой цели между блоком 126 управления системы магнитно-резонансной томографии и РЧ переключающим блоком 136 установлена еще одна управляющая линия 132. Во время фазы РЧ приема радиочастотный переключающий блок 136 направляет МР сигналы от РЧ антенного устройства 140 на блок 130 реконструкции МР изображений после предварительного усиления.In addition, the magnetic resonance imaging system 110 includes a block 130 for reconstructing MR images from received MR signals, and a block 126 for controlling the magnetic resonance imaging system with a monitor block 128 designed to control the functions of the MR scanner 112, as is known in the art. Control lines 138 are installed between the magnetic resonance imaging system control unit 126 and the RF transmitter unit 134, which provides RF energy with magnetic resonance radio frequency to the RF antenna device 140 via the RF switching unit 136 during RF transmission phases. In turn, the RF switching unit 136 is also controlled by the MRI control unit 126, and for this purpose, another control line 132 is installed between the MRI control unit 126 and the RF switching unit 136. During the RF reception phase, the RF the switching unit 136 directs the MR signals from the RF antenna device 140 to the MR image reconstruction unit 130 after pre-amplification.

На фиг. 2 и 3 показана кровать 142 пациента в соответствии со вторым вариантом осуществления. Кровать 142 пациента может использоваться вместе с системой 110 магнитно-резонансной томографии первого варианта осуществления.In FIG. 2 and 3 show a patient bed 142 according to the second embodiment. The patient bed 142 may be used in conjunction with the magnetic resonance imaging system 110 of the first embodiment.

Кровать 142 пациента второго варианта осуществления содержит пассивный радиочастотный (РЧ) шиммирующий резонатор 144 для гомогенизации РЧ поля, излучаемого РЧ антенным устройством 140. Исследуемый объект 120 может быть размещен на кровати 142 пациента, как описано выше.The patient bed 142 of the second embodiment includes a passive radio frequency (RF) shim resonator 144 for homogenizing the RF field radiated by the RF antenna device 140. The test object 120 may be placed on the patient bed 142 as described above.

Пассивный РЧ шиммирующий резонатор 144 содержит несколько электромагнитно сопряженных резонансных петель 146 и блок 148 управления. Резонансные петли 146 предусмотрены в линейном расположении тремя группами 150 резонансных петель 146, причем каждая группа 150 содержит две резонансные петли 146, которые расположены концентрически.Passive RF shim resonator 144 contains several electromagnetically coupled resonant loops 146 and a control unit 148. The resonant loops 146 are provided in a linear arrangement with three groups 150 of resonant loops 146, with each group 150 containing two resonant loops 146 that are arranged concentrically.

Каждая резонансная петля 146 содержит несколько конденсаторов 152 связи и pin-диод 154 в качестве переключающего блока. Каждый pin-диод 154 расположен между портами 156 управления. Порты 156 управления подключены к блоку 148 управления, который активно управляет напряжением на pin-диодах 154 через порты 156 управления, чтобы перевести pin-диоды 154 в проводящее состояние, или нет. Таким образом, блок 148 управления осуществляет управление всеми pin-диодами 154, при этом pin-диоды 154 обычно считаются переключающими устройствами. Соединение портов 156 управления с блоком 148 управления не показано на фиг. 2 и 3. Таким образом, при проводящем pin-диоде 154 соответствующая резонансная петля 146 становится проводящей, т.е. через соответствующую резонансную петлю 146 может протекать циркулирующий ток. Если pin-диод 154 не проводящий, то соответствующая резонансная петля 146 прерывается, прерывая тем самым прохождение циркулирующего тока через соответствующую резонансную петлю 146.Each resonant loop 146 contains several coupling capacitors 152 and a pin diode 154 as a switching unit. Each pin diode 154 is located between the control ports 156. The control ports 156 are connected to a control unit 148 which actively controls the voltage on the pin diodes 154 through the control ports 156 to make the pin diodes 154 conduct or not. Thus, the control unit 148 controls all of the pin diodes 154, with the pin diodes 154 generally considered to be switching devices. The connection of control ports 156 to control unit 148 is not shown in FIG. 2 and 3. Thus, with the pin diode 154 conducting, the corresponding resonant loop 146 becomes conductive, i. a circulating current can flow through the corresponding resonant loop 146. If the pin diode 154 is not conducting, then the corresponding resonant loop 146 is interrupted, thereby interrupting the flow of circulating current through the corresponding resonant loop 146.

Блок 148 управления управляет pin-диодами 154 для переключения электромагнитно сопряженных резонансных петель 146 для обеспечения первой и второй резонансной способности в соответствии с режимом передачи (TX-режимом) и режимом приема (RX-режимом) радиочастотного поля, излучаемого радиочастотным антенным устройством 140 системы 110 магнитно-резонансной томографии.The control unit 148 controls the pin diodes 154 to switch the electromagnetically coupled resonant loops 146 to provide the first and second resonant capability in accordance with the transmit mode (TX mode) and the receive mode (RX mode) of the RF field emitted by the RF antenna device 140 of the system 110 magnetic resonance imaging.

Первая и вторая резонансные способности обеспечиваются в соответствии с режимом передачи (TX-режимом) и режимом приема (RX-режимом) РЧ поля, излучаемого РЧ антенным устройством 140 системы 110 магнитно-резонансной томографии. Следовательно, пассивный РЧ шиммирующий резонатор 144 может быть переключен между режимом передачи и режимом приема, при этом первая и вторая резонансные способности оптимизированы для соответствующего вращающегося РЧ поля. Для режима передачи оптимизированы однородность поля B1+ и удельный коэффициент поглощения (SAR, от англ. Specific Absorption Rate), что позволяет уменьшить пространственные вариации РЧ поля, излучаемого РЧ антенным устройством 140, т.е. передающей катушкой системы 110 МРТ. Кроме того, в режиме приема можно увеличить однородность поля B1- и отношение сигнал-шум (SNR, от англ. Signal-to-Noise Ratio).The first and second resonant capabilities are provided in accordance with the transmission mode (TX mode) and the reception mode (RX mode) of the RF field emitted by the RF antenna device 140 of the magnetic resonance imaging system 110. Therefore, the passive RF shim cavity 144 can be switched between transmit mode and receive mode, with the first and second resonant capabilities optimized for the corresponding rotating RF field. For the transmission mode, the B1+ field homogeneity and the Specific Absorption Rate (SAR) are optimized to reduce the spatial variation of the RF field emitted by the RF antenna device 140, i. the transmitting coil of the 110 MPT system. In addition, in the receive mode, you can increase the uniformity of the B1- field and the signal-to-noise ratio (SNR, from the English Signal-to-Noise Ratio).

На фиг. 4 изображена пассивная дипольная антенна 158 для использования в пассивном РЧ шиммирующем резонаторе 144 в соответствии с третьим вариантом осуществления. Пассивная дипольная антенна 158 и пассивный РЧ шиммирующий резонатор 144 согласно третьему варианту осуществления могут быть использованы вместе с системой 110 МРТ согласно первому варианту осуществления. Общие принципы пассивного РЧ шиммирующего резонатора 144 второго варианта осуществления, как обсуждалось выше, применимы и к пассивной дипольной антенне 158 и пассивному РЧ шиммирующему резонатору 144 третьего варианта осуществления.In FIG. 4 shows a passive dipole antenna 158 for use in a passive RF shim resonator 144 according to a third embodiment. The passive dipole antenna 158 and the passive RF shim cavity 144 according to the third embodiment can be used together with the MRI system 110 according to the first embodiment. The general principles of the passive RF shim resonator 144 of the second embodiment, as discussed above, apply to both the passive dipole antenna 158 and the passive RF shim resonator 144 of the third embodiment.

Как видно из фиг. 4, пассивная дипольная антенна 158 содержит две отдельные линий 164 передачи, которые электромагнитно сопряжены. Каждая из линий 164 передачи снабжена pin-диодом 154. В соответствии со вторым вариантом осуществления, каждый pin-диод 154 расположен между портами 156 управления, которые подключены к блоку 148 управления, который активно управляет напряжением на pin-диодах 154 через порты 156 управления, чтобы перевести pin-диоды 154 в проводящее состояние, или нет. Блок 148 управления не показан на фиг. 4. Таким образом, при проводящем pin-диоде 154 соответствующая линия 164 передачи переводится в активное состояние, т.е. активируется дипольная антенна 158. Если pin-диод 154 не проводящий, то соответствующая линия 164 передачи прерывается.As can be seen from FIG. 4, the passive dipole antenna 158 includes two separate transmission lines 164 that are electromagnetically coupled. Each of the transmission lines 164 is provided with a pin diode 154. In accordance with the second embodiment, each pin diode 154 is located between the control ports 156, which are connected to the control unit 148, which actively controls the voltage on the pin diodes 154 through the control ports 156, to make pin diodes 154 conductive or not. The control unit 148 is not shown in FIG. 4. Thus, with a conductive pin diode 154, the corresponding transmission line 164 is put into an active state, i.e. the dipole antenna 158 is activated. If the pin diode 154 is not conducting, then the corresponding transmission line 164 is interrupted.

Пассивный РЧ шиммирующий резонатор 144 согласно третьему варианту осуществления содержит несколько пассивных дипольных антенн 158, которые обычно располагаются в плоскости кровати 142 пациента.The passive RF shim resonator 144 according to the third embodiment includes a plurality of passive dipole antennas 158, which are typically located in the plane of the patient's bed 142.

На фиг. 5 показана антенная конструкция 160 для использования в пассивном РЧ шиммирующем резонаторе 144 в соответствии с четвертым вариантом осуществления. Антенная конструкция 160 для использования в пассивном РЧ шиммирующем резонаторе 144 в соответствии с четвертым вариантом осуществления может быть использована совместно с системой 110 магнитно-резонансной томографии первого варианта осуществления. Общие принципы пассивного РЧ шиммирующего резонатора 144 второго и/или третьего варианта осуществления, как обсуждалось выше, также применимы к антенной конструкции 160 и к пассивному РЧ шиммирующему резонатору 144 четвертого варианта осуществления.In FIG. 5 shows an antenna structure 160 for use in a passive RF shim resonator 144 according to the fourth embodiment. The antenna structure 160 for use in the passive RF shim resonator 144 according to the fourth embodiment can be used in conjunction with the magnetic resonance imaging system 110 of the first embodiment. The general principles of the passive RF shim cavity 144 of the second and/or third embodiment, as discussed above, also apply to the antenna structure 160 and to the passive RF shim cavity 144 of the fourth embodiment.

Как видно из фиг. 5, антенная конструкция 160 четвертого варианта осуществления содержит пассивную дипольную антенну 158 в соответствии с третьим вариантом осуществления и резонансную петлю 146 в соответствии со вторым вариантом осуществления. Резонансная петля 146 окружена линиями 164 передачи пассивной дипольной антенны 158. Причем применимы детали пассивной дипольной антенны 158 третьего варианта осуществления и резонансной петли 146 второго варианта осуществления, как обсуждалось выше.As can be seen from FIG. 5, the antenna structure 160 of the fourth embodiment includes a passive dipole antenna 158 according to the third embodiment and a resonant loop 146 according to the second embodiment. The resonant loop 146 is surrounded by transmission lines 164 of the passive dipole antenna 158. The details of the passive dipole antenna 158 of the third embodiment and the resonant loop 146 of the second embodiment apply as discussed above.

Порты 156 управления пассивной дипольной антенны 158 и резонансной петли 146 соединены с блоком 148 управления, который активно управляет напряжением на всех pin-диодах 154 через порты 156 управления, чтобы перевести каждый из pin-диодов 154 в проводящее состояние, или нет. Блок управления 148 не показан на фиг. 5. Соответствующая резонансная петля 146 и пассивная дипольная антенна 158 управляются для обеспечения первой и второй резонансной способности в соответствии с режимом передачи (TX-режимом) и режимом приема (RX-режимом) радиочастотного поля, излучаемого РЧ антенным устройством 140 системы 110 магнитно-резонансной томографии.The control ports 156 of the passive dipole antenna 158 and resonant loop 146 are connected to a control unit 148 which actively controls the voltage across all pin diodes 154 through the control ports 156 to make each of the pin diodes 154 conduct or not. Control unit 148 is not shown in FIG. 5. The respective resonant loop 146 and the passive dipole antenna 158 are controlled to provide the first and second resonant capabilities in accordance with the transmit mode (TX mode) and the receive mode (RX mode) of the RF field radiated by the RF antenna device 140 of the magnetic resonance system 110 tomography.

На фиг. 6 изображен пассивный РЧ шиммирующий резонатор 144 в соответствии с пятым вариантом осуществления. Пассивный РЧ шиммирующий резонатор 144 в соответствии с пятым вариантом осуществления может быть использован вместе с системой 110 магнитно-резонансной томографии первого варианта осуществления. Общие принципы пассивного РЧ шиммирующего резонатора 144 второго-четвертого вариантов осуществления, как уже обсуждалось выше, также применимы к антенной конструкции 160 и к пассивному РЧ шиммирующему резонатору 144 пятого варианта осуществления.In FIG. 6 shows a passive RF shim cavity 144 according to the fifth embodiment. The passive RF shim cavity 144 according to the fifth embodiment can be used together with the magnetic resonance imaging system 110 of the first embodiment. The general principles of the passive RF shim resonator 144 of the second to fourth embodiments, as already discussed above, also apply to the antenna structure 160 and to the passive RF shim resonator 144 of the fifth embodiment.

Как видно из фиг. 6, пассивный РЧ шиммирующий резонатор 144 пятого варианта осуществления содержит несколько резонансных петель 146, расположенных в плоскости с двумя резонансными петлями 146, размещенными друг рядом с другом в продольном направлении, и тремя резонансными петлями 146, расположенными друг над другом в вертикальном направлении. Такое расположение резонансных петель 146 показано только в качестве примера.As can be seen from FIG. 6, the passive RF shim resonator 144 of the fifth embodiment comprises a plurality of resonant loops 146 arranged in a plane with two resonant loops 146 placed side by side in the longitudinal direction and three resonant loops 146 arranged one above the other in the vertical direction. This arrangement of resonant loops 146 is shown by way of example only.

В альтернативном варианте осуществления по меньшей мере некоторые резонансные петли 146 заменены антенными конструкциями 160 четвертого варианта осуществления и/или пассивными дипольными антеннами 158 третьего варианта.In an alternative embodiment, at least some of the resonant loops 146 are replaced with antenna structures 160 of the fourth embodiment and/or passive dipole antennas 158 of the third embodiment.

На фиг. 7 изображена резонансная петля 146 и пассивный РЧ шиммирующий резонатор 144 в соответствии с шестым вариантом осуществления. Пассивный РЧ шиммирующий резонатор 144 в соответствии с шестым вариантом осуществления может быть использован вместе с системой 110 магнитно-резонансной томографии первого варианта осуществления. Общие принципы пассивного РЧ шиммирующего резонатора 144 предыдущих вариантов осуществления, как уже обсуждалось выше, также применимы к пассивному РЧ шиммирующему резонатору 144 шестого варианта осуществления.In FIG. 7 shows a resonant loop 146 and a passive RF shim resonator 144 according to the sixth embodiment. The passive RF shim resonator 144 according to the sixth embodiment can be used together with the magnetic resonance imaging system 110 of the first embodiment. The general principles of the passive RF shim cavity 144 of the previous embodiments, as already discussed above, also apply to the passive RF shim cavity 144 of the sixth embodiment.

Пассивный РЧ шиммирующий резонатор 144 шестого варианта осуществления в целом выполнен в соответствии с пассивным РЧ шиммирующим резонатором 144 второго варианта осуществления. Пассивный РЧ шиммирующий резонатор 144 может содержать несколько электромагнитно сопряженных резонансных петель 146, как описано ниже.The passive RF shim cavity 144 of the sixth embodiment is generally configured in accordance with the passive RF shim cavity 144 of the second embodiment. Passive RF shim resonator 144 may include multiple electromagnetically coupled resonant loops 146, as described below.

Резонансная петля 146 содержит два конденсатора 152 связи. Параллельно с каждым конденсатором 152 связи подключен настроечный конденсатор 162. В качестве переключающего блока предусмотрен pin-диод 154, последовательно соединенный с каждым настроечным конденсатором 162. Каждый pin-диод 154 расположен между портами 156 управления. Порты 156 управления подключены к блоку 148 управления, который активно управляет напряжением на pin-диодах 154 через порты 156 управления, чтобы перевести pin-диоды 154 в проводящее состояние, или нет. Блок 148 управления не показан на фиг. 7.The resonant loop 146 contains two coupling capacitors 152. A tuning capacitor 162 is connected in parallel with each coupling capacitor 152. As a switching unit, a pin diode 154 is provided connected in series with each tuning capacitor 162. Each pin diode 154 is located between the control ports 156. The control ports 156 are connected to a control unit 148 which actively controls the voltage on the pin diodes 154 through the control ports 156 to make the pin diodes 154 conduct or not. The control unit 148 is not shown in FIG. 7.

Таким образом, при проводящем pin-диоде 154 соответствующая резонансная петля 146 настраивается иначе, так как емкость связи складывается из суммы емкости соответствующего конденсатора 152 связи и емкости соответствующего настроечного конденсатора 162. У pin-диодов 154 в непроводящем состоянии емкость связи включает в себя только емкость конденсатора 152 связи.Thus, with pin diode 154 conducting, the corresponding resonant loop 146 is configured differently, since the coupling capacitance is the sum of the capacitance of the corresponding coupling capacitor 152 and the capacitance of the corresponding tuning capacitor 162. For pin diodes 154 in the non-conducting state, the coupling capacitance includes only the capacitance capacitor 152 connection.

Блок 148 управления управляет pin-диодами 154 для переключения резонансной петли 146 для обеспечения первой и второй резонансной способности в соответствии с режимом передачи (TX-режимом) и режимом приема (RX-режимом) радиочастотного поля, излучаемого РЧ антенным устройством 140 системы 110 магнитно-резонансной томографии.The control unit 148 controls the pin diodes 154 to switch the resonant loop 146 to provide the first and second resonant capability in accordance with the transmit mode (TX mode) and the receive mode (RX mode) of the radio frequency field radiated by the RF antenna device 140 of the system 110 magnetically resonant tomography.

На фиг. 8 показан пассивный РЧ шиммирующий резонатор 144 в двумерной сеточной структуре в соответствии с седьмым вариантом осуществления, образующий искусственный диэлектрик 166. Пассивный РЧ шиммирующий резонатор 144 в соответствии с седьмым вариантом осуществления может использоваться вместе с системой 110 магнитно-резонансной томографии первого варианта осуществления. Общие принципы пассивного РЧ шиммирующего резонатора 144 предыдущих вариантов осуществления, как уже обсуждалось выше, применимы также к антенной конструкции 160 и к пассивному РЧ шиммирующему резонатору 144 седьмого варианта осуществления.In FIG. 8 shows a passive RF shim resonator 144 in a 2D grid structure according to the seventh embodiment, forming an artificial dielectric 166. The passive RF shim resonator 144 according to the seventh embodiment can be used together with the magnetic resonance imaging system 110 of the first embodiment. The general principles of the passive RF shim cavity 144 of the previous embodiments, as discussed above, also apply to the antenna structure 160 and to the passive RF shim cavity 144 of the seventh embodiment.

Пассивный РЧ шиммирующий резонатор 144 седьмого варианта осуществления представляет собой двумерную сеточную структуру с несколькими ветвями 170, которые соединены в точках 172 соединения на каждом пересечении ветвей 170. Каждая ветвь 170 может содержать резонансный контур 174. Соответственно, каждая ветвь 170 может быть нагружена конденсаторами 176 ветви или катушками 178 индуктивности ветви, чтобы проводить настройку для осуществления независимой гомогенизации поля B+ и поля B- в соответствии с режимом передачи (TX-режимом) и режимом приема (RX-режимом) радиочастотного поля, излучаемого РЧ антенным устройством 140 системы 110 магнитно-резонансной томографии.Passive RF shim resonator 144 of the seventh embodiment is a two-dimensional grid structure with multiple branches 170 that are connected at connection points 172 at each intersection of branches 170. Each branch 170 may comprise a resonant circuit 174. Accordingly, each branch 170 may be loaded with branch capacitors 176 or branch inductors 178 to carry out tuning to perform independent homogenization of the B+ field and the B- field in accordance with the transmit mode (TX mode) and receive mode (RX mode) of the RF field radiated by the RF antenna device 140 of the magnetic resonance system 110 tomography.

Соответственно, как видно из фиг. 8, каждая из ветвей 170 снабжена парой переключающих блоков 154 в антипараллельной конфигурации. Как показано на фиг. 8, для обеспечения первой и второй резонансной способности в соответствии с режимом передачи (TX-режимом) и режимом приема (RX-режимом) радиочастотного поля, излучаемого РЧ антенным устройством 140 системы 110 магнитно-резонансной томографии, можно использовать ветви 170 с различными конфигурациями. Ветви 170 могут быть подсоединены с образованием, например, резонансных петель 146 в пассивном РЧ шиммирующем резонаторе 144.Accordingly, as seen from FIG. 8, each of the branches 170 is provided with a pair of switching units 154 in an anti-parallel configuration. As shown in FIG. 8, branches 170 with various configurations can be used to provide the first and second resonant capabilities in accordance with the transmission mode (TX mode) and the reception mode (RX mode) of the RF field emitted by the RF antenna device 140 of the magnetic resonance imaging system 110. Branches 170 may be connected to form, for example, resonant loops 146 in passive RF shim resonator 144.

На фиг. 9 показан пассивный РЧ шиммирующий резонатор 144 в трехмерной сеточной структуре, обеспечивающий искусственный диэлектрик 166 в соответствии с восьмым вариантом осуществления. Причем применимы принципы двумерного пассивного радиочастотного шиммирующего резонатора 144 седьмого варианта осуществления.In FIG. 9 shows a passive RF shim resonator 144 in a three-dimensional grid pattern providing an artificial dielectric 166 according to an eighth embodiment. Moreover, the principles of the two-dimensional passive RF shim resonator 144 of the seventh embodiment are applicable.

На фиг. 10 показан пассивный радиочастотный шиммирующий резонатор 144 с тремя резонансными петлями 146, расположенными друг над другом в конструкции в виде стопки в соответствии с девятым вариантом осуществления. Три резонансные петли 146 могут быть идентичны любым резонансным петлям предыдущих вариантов осуществления. Альтернативно, три резонансные петли 146 могут быть сформированы соответствующим переключением пассивного РЧ шиммирующего резонатора 144 с трехмерной сеточной структурой в соответствии с восьмым вариантом осуществления.In FIG. 10 shows a passive RF shim resonator 144 with three resonant loops 146 stacked one above the other in a ninth embodiment. The three resonant loops 146 may be identical to any of the resonant loops of the previous embodiments. Alternatively, the three resonant loops 146 may be formed by appropriately switching the passive RF shim cavity 144 with a three-dimensional grid structure according to the eighth embodiment.

На фиг. 11a и 11b показаны пассивные РЧ шиммирующие резонаторы 144 с первой и второй внутренней структурой в соответствии с десятым и одиннадцатым вариантом осуществления. Как показано на фиг. 11a и 11b, пассивные РЧ шиммирующие резонаторы 144 десятого и одиннадцатого вариантов осуществления выполнены с различными различными шаблонами двумерных или трехмерных сеточных структур, адаптированных по длине волны к частоте МРТ и размеру тела. Кроме того, может быть предусмотрена интеграция катушек 176 индуктивности ветвей или конденсаторов 174 ветвей в комбинации с локальными E-экранами или керамическими диэлектрическими твердыми или жидкими структурами.In FIG. 11a and 11b show passive RF shim resonators 144 with first and second internal structures according to the tenth and eleventh embodiments. As shown in FIG. 11a and 11b, passive RF shim resonators 144 of the tenth and eleventh embodiments are made with various different patterns of 2D or 3D grid structures adapted in wavelength to MRI frequency and body size. In addition, the integration of branch inductors 176 or branch capacitors 174 in combination with local E-shields or ceramic dielectric solid or liquid structures can be envisaged.

На фиг. 12 и 13 показан пассивный РЧ шиммирующий резонатор 144 с кроватью 142 пациента и пассивный РЧ шиммирующий резонатор 144, исследуемый объект 120, т.е. человек в данном примере, расположен на кровати 142 пациента для обследования. Как показано на фиг. 12 и 13, могут применяться B-поля в различных направлениях вращения, что приводит к появлению черных пятен 180. Эти черные пятна 180 расположены по-разному для режима передачи (TX-режима) и режима приема (RX-режима) РЧ антенного устройства 140.In FIG. 12 and 13 show a passive RF shim resonator 144 with a patient bed 142 and a passive RF shim resonator 144, object of interest 120, i. the person in this example is positioned on patient bed 142 for examination. As shown in FIG. 12 and 13, B-fields in different directions of rotation can be applied, resulting in black spots 180. These black spots 180 are located differently for the transmit mode (TX mode) and the receive mode (RX mode) of the RF antenna device 140 .

Хотя изобретение было подробно проиллюстрировано и детально описано на чертежах и в предшествующем описании, такое иллюстрирование и описание следует считать приведенными в качестве примера, но не носящими ограничительный характер; изобретение не ограничивается раскрытыми вариантами осуществления. Специалистами в данной области могут быть осознаны и осуществлены другие варианты раскрытых вариантов осуществления изобретения на основе изучения чертежей, описания и приложенной формулы. В формуле изобретения слово "содержащий" не исключает других элементов или шагов, а использование единственного числа не исключает множественности. Тот факт, что некоторые меры указаны во взаимно различающихся зависимых пунктах формулы, не указывает на то, что комбинация этих мер не может быть использовано для получения преимущества. Любые ссылочные обозначения в формуле изобретения не должны толковаться как ограничивающие объем изобретения.While the invention has been illustrated and described in detail in the drawings and in the foregoing description, such illustration and description is to be considered by way of example and not as limiting; the invention is not limited to the disclosed embodiments. Those skilled in the art may recognize and practice other variations of the disclosed embodiments of the invention based on examination of the drawings, description, and appended claims. In the claims, the word "comprising" does not exclude other elements or steps, and the use of the singular does not exclude plurality. The fact that certain measures are listed in mutually distinct dependent claims does not mean that a combination of these measures cannot be used to advantage. Any reference designations in the claims should not be construed as limiting the scope of the invention.

Список ссылочных обозначенийList of reference designations

110 - система магнитно-резонансной томографии (МРТ система)110 - magnetic resonance imaging system (MRI system)

112 - магнитно-резонансный (МР) сканер112 - magnetic resonance (MR) scanner

114 - главный магнит114 - main magnet

116 - пространство РЧ исследования116 - RF study space

118 - центральная ось118 - central axis

120 - исследуемый объект 120 - investigated object

122 - система магнитных градиентных катушек 122 - magnetic gradient coil system

124 - РЧ экранирующее устройство124 - RF shielding device

126 - блок управления системой МРТ126 - MRI system control unit

128 - блок монитора128 - monitor unit

130 - блок реконструкции МР изображения130 - MR image reconstruction unit

132 - линия управления132 - control line

134 - блок РЧ передатчика134 - RF transmitter unit

136 - РЧ переключающий блок 136 - RF switching unit

138 - линия управления138 - control line

140 - радиочастотное (РЧ) антенное устройство140 - radio frequency (RF) antenna device

142 - кровать пациента142 - patient bed

144 - пассивный РЧ шиммирующий резонатор144 - passive RF shim resonator

146 - резонансная петля146 - resonant loop

148 - блок управления148 - control unit

150 - группа резонансных петель150 - group of resonant loops

152 - конденсатор связи152 - coupling capacitor

154 - pin-диод, переключающий блок154 - pin diode, switching block

156 - порт управления 156 - control port

158 - дипольная антенна158 - dipole antenna

160 - антенная конструкция160 - antenna structure

162 - настроечный конденсатор162 - tuning capacitor

164 - линия передачи164 - transmission line

166 - искусственный диэлектрик166 - artificial dielectric

170 - ветвь170 - branch

172 - точка соединения172 - connection point

174 - резонансный контур174 - resonant circuit

176 - конденсатор ветви176 - branch capacitor

178 - катушка индуктивности ветви178 - branch inductor

180 - черное пятно180 - black spot

Claims (33)

1. Пассивный радиочастотный (РЧ) шиммирующий резонатор (144) для гомогенизации радиочастотного поля, излучаемого радиочастотным антенным устройством (140) системы (110) магнитно-резонансной томографии (МРТ), причем1. Passive radio frequency (RF) shim resonator (144) for homogenizing the radio frequency field emitted by the radio frequency antenna device (140) of the magnetic resonance imaging (MRI) system (110), and пассивный радиочастотный шиммирующий резонатор (144) имеет первую резонансную способность и вторую резонансную способность, причем пассивный радиочастотный шиммирующий резонатор (144) содержит переключающее устройство, выполненное с возможностью переключения между первой и второй резонансной способностью, отличающийся тем, чтоthe passive RF shim resonator (144) has a first resonant capability and a second resonant capability, wherein the passive RF shim resonator (144) comprises a switching device configured to switch between the first and second resonant capability, characterized in that указанное переключение предусмотрено в соответствии с режимом передачи (ТХ-режимом) и режимом приема (RX-режимом) для настройки пассивного радиочастотного шиммирующего резонатора для независимой гомогенизации компонент (В1±) циркулярно поляризованного магнитного поля, вращающихся по и против часовой стрелки, соответственно, радиочастотного поля, излучаемого радиочастотным антенным устройством (140) системы (110) магнитно-резонансной томографии (МРТ), причем пассивный радиочастотный (РЧ) шиммирующий резонатор (144) содержит несколько электромагнитно сопряженных резонансных петель (146), причем резонансные петли (146) расположены в двухмерной (2D) или трехмерной (3D) сеточной структуре с образованием искусственного диэлектрика (166),said switching is provided in accordance with the transmit mode (TX mode) and the receive mode (RX mode) to adjust the passive RF shim resonator to independently homogenize the components (B1±) of the circularly polarized magnetic field rotating clockwise and counterclockwise, respectively, of the RF of the field emitted by the radio frequency antenna device (140) of the magnetic resonance imaging (MRI) system (110), moreover, the passive radio frequency (RF) shim resonator (144) contains several electromagnetically coupled resonant loops (146), and the resonant loops (146) are located in two-dimensional (2D) or three-dimensional (3D) grid structure to form an artificial dielectric (166), причем переключающее устройство является пассивным переключающим устройством, причем переключающее устройство выполнено с возможностью пассивного переключения между первой и второй резонансной способностью в соответствии с режимом передачи (ТХ-режимом) и режимом приема (RX-режимом) радиочастотного поля, излучаемого радиочастотным антенным устройством (140) системы (110) магнитно-резонансной томографии.moreover, the switching device is a passive switching device, and the switching device is configured to passively switch between the first and second resonant capacity in accordance with the transmission mode (TX mode) and the reception mode (RX mode) of the radio frequency field emitted by the radio frequency antenna device (140) systems (110) of magnetic resonance imaging. 2. Пассивный радиочастотный (РЧ) шиммирующий резонатор (144) по п. 1, который содержит одну или несколько электромагнитно сопряженных резонансных петель (146), причем2. Passive radio frequency (RF) shim resonator (144) according to claim 1, which contains one or more electromagnetically coupled resonant loops (146), and переключающее устройство содержит по меньшей мере один переключающий блок (154), расположенный в одной или нескольких электромагнитно сопряженных резонансных петлях (146), причем переключающее устройство выполнено с возможностью управления таким образом, чтобы по меньшей мере один переключающий блок (154) переключал одну или несколько электромагнитно сопряженных резонансных петель (146) для обеспечения первой и второй резонансной способности с помощью одной или нескольких электромагнитно сопряженных резонансных петель (146).the switching device comprises at least one switching unit (154) located in one or more electromagnetically coupled resonant loops (146), and the switching device is configured to be controlled so that at least one switching unit (154) switches one or more electromagnetically coupled resonant loops (146) to provide the first and second resonant capability with one or more electromagnetically coupled resonant loops (146). 3. Пассивный радиочастотный (РЧ) шиммирующий резонатор (144) по п. 2, в котором переключающее устройство содержит несколько переключающих блоков (154), расположенных в нескольких электромагнитно сопряженных резонансных петлях (146), при этом переключающие блоки (154) выполнены с возможностью переключения одной или нескольких электромагнитно сопряженных резонансных петель (146) для обеспечения первой и второй резонансной способности с помощью одной или нескольких электромагнитно сопряженных резонансных петель (146).3. Passive radio frequency (RF) shim resonator (144) according to claim 2, in which the switching device contains several switching blocks (154) located in several electromagnetically coupled resonant loops (146), while the switching blocks (154) are configured to switching one or more electromagnetically coupled resonant loops (146) to provide the first and second resonant capacity with one or more electromagnetically coupled resonant loops (146). 4. Пассивный радиочастотный (РЧ) шиммирующий резонатор (144) по п. 3, в котором резонансные петли (146) расположены в ветвях (170), соединяющих между собой точки (172) соединения сеточной структуры.4. Passive radio frequency (RF) shim resonator (144) according to claim 3, in which the resonant loops (146) are located in the branches (170) connecting the connection points (172) of the grid structure. 5. Пассивный радиочастотный (РЧ) шиммирующий резонатор (144) по любому из пп. 1-4, который содержит одну или несколько электромагнитно сопряженных линий (164) передачи, причем5. Passive radio frequency (RF) shim resonator (144) according to any one of paragraphs. 1-4, which contains one or more electromagnetically coupled transmission lines (164), and переключающее устройство содержит по меньшей мере один переключающий блок (154), расположенный в одной или нескольких электромагнитно сопряженных линиях (164) передачи, при этом переключающее устройство выполнено с возможностью управления таким образом, чтобы по меньшей мере один переключающий блок (154) переключал одну или несколько электромагнитно сопряженных линий (164) передачи для обеспечения первой и второй резонансной способности с помощью одной или нескольких электромагнитно сопряженных линий (164) передачи.the switching device comprises at least one switching unit (154) located in one or more electromagnetically coupled transmission lines (164), wherein the switching device is configured to be controlled so that at least one switching unit (154) switches one or a plurality of electromagnetically coupled transmission lines (164) to provide the first and second resonant capability by means of one or more electromagnetically coupled transmission lines (164). 6. Пассивный радиочастотный (РЧ) шиммирующий резонатор (144) по любому из пп. 1-5, который содержит один или несколько сопряженных диэлектрических резонаторов, причем6. Passive radio frequency (RF) shim resonator (144) according to any one of paragraphs. 1-5, which contains one or more conjugated dielectric resonators, and переключающее устройство содержит по меньшей мере один переключающий блок (154), расположенный в одном или нескольких сопряженных диэлектрических резонаторах, при этом переключающее устройство выполнено с возможностью управления таким образом, чтобы по меньшей мере один переключающий блок (154) переключал один или несколько сопряженных диэлектрических резонаторов для обеспечения первой и второй резонансной способности с помощью одного или нескольких сопряженных диэлектрических резонаторов.the switching device comprises at least one switching unit (154) located in one or more coupled dielectric resonators, while the switching device is configured to be controlled so that at least one switching unit (154) switches one or more coupled dielectric resonators to provide the first and second resonant capacity with one or more coupled dielectric resonators. 7. Пассивный радиочастотный (РЧ) шиммирующий резонатор (144) по любому из пп. 2-6, в котором7. Passive radio frequency (RF) shim resonator (144) according to any one of paragraphs. 2-6, in which переключающее устройство содержит по меньшей мере один переключаемый резонансный контур (174).the switching device comprises at least one switchable resonant circuit (174). 8. Пассивный радиочастотный (РЧ) шиммирующий резонатор (144) по любому предшествующему пункту, в котором8. Passive radio frequency (RF) shim resonator (144) according to any preceding claim, wherein переключающее устройство является активно управляемым переключающим устройством, причемthe switching device is an actively controlled switching device, wherein пассивный радиочастотный шиммирующий резонатор (144) содержит блок (148) управления, при этомpassive RF shim resonator (144) contains a control unit (148), while блок (148) управления выполнен с возможностью активного переключения переключающего устройства между первой и второй резонансной способностью в соответствии с режимом передачи (ТХ-режимом) и режимом приема (RX-режимом) радиочастотного поля, излучаемого радиочастотным антенным устройством (140) системы (110) магнитно-резонансной томографии.the control unit (148) is configured to actively switch the switching device between the first and second resonant capacity in accordance with the transmission mode (TX mode) and the reception mode (RX mode) of the radio frequency field emitted by the radio frequency antenna device (140) of the system (110) magnetic resonance imaging. 9. Пассивный радиочастотный (РЧ) шиммирующий резонатор (144) по любому предшествующему пункту, в котором9. Passive radio frequency (RF) shim resonator (144) according to any preceding claim, wherein первая резонансная способность предназначена для достижения оптимизации передающего поля радиочастотного антенного устройства (140), а вторая резонансная способность предназначена для достижения оптимизации принимающего поля радиочастотного антенного устройства (140), или наоборот.the first resonant capability is to achieve optimization of the transmitting field of the RF antenna device (140), and the second resonant capability is to achieve optimization of the receiving field of the RF antenna device (140), or vice versa. 10. Кровать (142) пациента для использования в системе (110) магнитно-резонансной томографии, причем10. Bed (142) of the patient for use in the system (110) magnetic resonance imaging, and кровать (142) пациента или матрас пациента содержит пассивный радиочастотный (РЧ) шиммирующий резонатор (144) для гомогенизации радиочастотного поля, излучаемого радиочастотным антенным устройством (140) системы (110) магнитно-резонансной томографии, по любому из пп. 1-9.the patient bed (142) or patient mattress comprises a passive radio frequency (RF) shim resonator (144) for homogenizing the radio frequency field emitted by the radio frequency antenna device (140) of the magnetic resonance imaging system (110), according to any one of paragraphs. 1-9. 11. Матрас пациента для использования в системе (110) магнитно-резонансной томографии, причем11. Mattress of the patient for use in the system (110) magnetic resonance imaging, and кровать (142) пациента или матрас пациента содержит пассивный радиочастотный (РЧ) шиммирующий резонатор (144) для гомогенизации радиочастотного поля, излучаемого радиочастотным антенным устройством (140) системы (110) магнитно-резонансной томографии, по любому из пп. 1-9.the patient bed (142) or patient mattress comprises a passive radio frequency (RF) shim resonator (144) for homogenizing the radio frequency field emitted by the radio frequency antenna device (140) of the magnetic resonance imaging system (110), according to any one of paragraphs. 1-9. 12. Радиочастотное (РЧ) антенное устройство (140) для генерирования и/или приема радиочастотного поля для использования в системе (110) магнитно-резонансной томографии (МРТ), содержащее12. A radio frequency (RF) antenna device (140) for generating and/or receiving a radio frequency field for use in a magnetic resonance imaging (MRI) system (110), comprising корпус катушки и пассивный радиочастотный шиммирующий резонатор (144) для гомогенизации радиочастотного поля, излучаемого радиочастотным антенным устройством (140), по любому из пп. 1-9, причем пассивный радиочастотный шиммирующий резонатор (144) расположен внутри корпуса катушки.a coil housing and a passive RF shim resonator (144) for homogenizing the RF field radiated by the RF antenna device (140), according to any one of paragraphs. 1-9, with a passive RF shim resonator (144) located inside the coil housing. 13. Система (110) магнитно-резонансной томографии (МРТ), содержащая главный магнит (114) для генерирования статического магнитного поля, систему (122) магнитных градиентных катушек для генерирования градиентных магнитных полей, накладываемых на статическое магнитное поле, и13. A magnetic resonance imaging (MRI) system (110) comprising a main magnet (114) for generating a static magnetic field, a magnetic gradient coil system (122) for generating gradient magnetic fields superimposed on the static magnetic field, and по меньшей мере одно радиочастотное (РЧ) антенное устройство (140) для генерирования радиочастотного поля, причемat least one radio frequency (RF) antenna device (140) for generating a radio frequency field, and система (110) магнитно-резонансной томографии дополнительно содержит кровать (142) пациента или матрас пациента по п. 10 или 11.the magnetic resonance imaging system (110) further comprises a patient bed (142) or a patient mattress according to claim 10 or 11. 14. Система (110) магнитно-резонансной томографии (МРТ), содержащая главный магнит (114) для генерирования статического магнитного поля, систему (122) магнитных градиентных катушек для генерирования градиентных магнитных полей, накладываемых на статическое магнитное поле, и14. A magnetic resonance imaging (MRI) system (110) comprising a main magnet (114) for generating a static magnetic field, a magnetic gradient coil system (122) for generating gradient magnetic fields superimposed on the static magnetic field, and по меньшей мере одно радиочастотное (РЧ) антенное устройство (140) для генерирования радиочастотного поля, причем по меньшей мере одно радиочастотное антенное устройство (140) представляет собой радиочастотное антенное устройство (140) по п. 12.at least one radio frequency (RF) antenna device (140) for generating a radio frequency field, and at least one radio frequency antenna device (140) is a radio frequency antenna device (140) according to claim 12. 15. Способ гомогенизации радиочастотного поля, излучаемого радиочастотным антенным устройством (140) по п. 12 системы (110) магнитно-резонансной томографии (МРТ), содержащий следующие этапы: обеспечивают пассивный радиочастотный (РЧ) шиммирующий резонатор (144), имеющий первую резонансную способность и вторую резонансную способность в соответствии с режимом передачи (ТХ-режимом) и режимом приема (RX-режимом) радиочастотного антенного устройства (140), определяют режим передачи (ТХ-режим) и режим приема (RX-режим) радиочастотного антенного устройства (140) системы (110) магнитно-резонансной томографии, и15. A method for homogenizing the radio frequency field emitted by the radio frequency antenna device (140) according to claim 12 of the magnetic resonance imaging (MRI) system (110), comprising the following steps: providing a passive radio frequency (RF) shim resonator (144) having a first resonant ability and the second resonant capacity in accordance with the transmission mode (TX mode) and the reception mode (RX mode) of the radio frequency antenna device (140), determine the transmission mode (TX mode) and the reception mode (RX mode) of the radio frequency antenna device (140 ) system (110) magnetic resonance imaging, and переключают пассивный радиочастотный шиммирующий резонатор (144) между первой и второй резонансной способностью в соответствии с режимом передачи (ТХ-режимом) и режимом приема (RX-режимом) для настройки пассивного радиочастотного шиммирующего резонатора (144) для независимой гомогенизации компонент (В1±) циркулярно поляризованного магнитного поля, вращающихся по и против часовой стрелки, соответственно, радиочастотного поля, излучаемого радиочастотным антенным устройством (140) системы (110) магнитно-резонансной томографии (МРТ).switching the passive RF shim resonator (144) between the first and second resonant capacity in accordance with the transmit mode (TX mode) and the receive mode (RX mode) to adjust the passive RF shim resonator (144) to independently homogenize the components (B1±) circularly a polarized magnetic field rotating clockwise and counterclockwise, respectively, a radio frequency field emitted by the radio frequency antenna device (140) of the magnetic resonance imaging (MRI) system (110).
RU2020106366A 2017-07-13 2018-07-12 Passive radio-frequency shimming resonator for homogenization of field of radio-frequency antenna device for transmission mode and reception mode RU2778634C2 (en)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP17181256.3A EP3428673A1 (en) 2017-07-13 2017-07-13 Passive rf shim resonator for field homogenization of an rf antenna device for tx mode and rx mode
EP17181256.3 2017-07-13
PCT/EP2018/068928 WO2019012036A1 (en) 2017-07-13 2018-07-12 Passive rf shim resonator for field homogenization of an rf antenna device for tx mode and rx mode

Publications (3)

Publication Number Publication Date
RU2020106366A RU2020106366A (en) 2021-08-13
RU2020106366A3 RU2020106366A3 (en) 2021-09-06
RU2778634C2 true RU2778634C2 (en) 2022-08-22

Family

ID=

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2411528C2 (en) * 2005-06-24 2011-02-10 Конинклейке Филипс Электроникс Н.В. Magnetic resonance device and method

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2411528C2 (en) * 2005-06-24 2011-02-10 Конинклейке Филипс Электроникс Н.В. Magnetic resonance device and method

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6145115B2 (en) Multi-resonant T / R antenna for MR image generation
US7042222B2 (en) Phased array knee coil
US9535142B2 (en) Multichannel RF volume resonator for MRI
US5153517A (en) Surface resonator for a magnetic resonance imaging apparatus
US5680047A (en) Multipl-tuned radio frequency coil for simultaneous magnetic resonance imaging and spectroscopy
US20090237077A1 (en) Rf coil for imaging systems and methods of operation
US20080129292A1 (en) Rf Coil System for Super High Field (Shf) Mri
CN110361679B (en) Device and method for spatial coding by means of high-frequency signals in magnetic resonance imaging
US10921402B2 (en) Active switching for RF slice-selecting
JP7271765B2 (en) RF coil device and RF shield device for different MRI modes
US10132884B2 (en) Circular dipole and surface coil loop structures and methods for using the same
Asher et al. Radiofrequency coils for musculoskeletal magnetic resonance imaging
US11047940B2 (en) Passive RF shim resonator FR field homogenization of an RF antenna device for TX mode and RX mode
US20080161675A1 (en) Ultra-Short Mri Body Coil
US7688070B2 (en) Elevated endring birdcage antenna for MRI applications
Wang et al. $ B_1 $ homogenization in MRI by multilayer coupled coils
RU2778634C2 (en) Passive radio-frequency shimming resonator for homogenization of field of radio-frequency antenna device for transmission mode and reception mode
CN111133326A (en) Magnetic resonance coil for simultaneous imaging and B0 shimming