具有去谐电路和能量收获电路的MR接收线圈制造技术

本发明专利技术的实施例提供了一种磁共振设备。所述磁共振设备包括接收天线、去谐电路以及能量收获电路。所述去谐电路被耦合到接收天线，用于在共振模式与非共振模式之间切换所述接收天线。所述工作模式中的所述接收天线接收磁共振检查的磁共振信号。所述能量收获电路被耦合到所述去谐电路，用于感生在所述非共振模式中流动通过所述接收线圈的收获电流，以从所述接收线圈收获电功率。有利地，利用该简单且低成本的电力方案，能够从所述磁共振设备消除常规的笨重且昂贵的DC线缆。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】具有去谐电路和能量收获电路的MR接收线圈
本专利技术涉及磁共振设备，具体涉及具有无线RF线圈的磁共振设备。
技术介绍
利用磁场与核自旋之间的相互作用以便形成二维或三维图像的磁共振方法现今被广泛地使用，尤其是在医学诊断的领域中。通常，磁性设备包括用于在检查区中生成静B0场的超导主磁体、用于在成像序列期间生成切变的磁场梯度的梯度线圈以及射频(RF)线圈组件。已知磁共振设备的RF线圈组件包括：生成用于激发核自旋的B1场的发射线圈，以及结合发射线圈使用以探测和接收磁共振信号的一个或多个接收天线。通常，RF线圈组件的接收天线经由具有平衡不平衡变换器(bazookabalun)的同轴线缆和接线被连接到远程接收器系统。另外，RF线圈组件的接收天线经由一系列DC线缆供电。据信，在磁共振接收天线与远程接收器系统之间的线缆能够由所接收的磁共振信号的无线传输来替换。此外，能再充电电池或电容器能够代替DC线缆而被包含在磁共振设备中。为了保持电池/电容器充电，由发射线圈所生成的RF能量能够由在与磁共振信号相同共振频率处操作的拾取线圈拾取。RF能量还被整流以提供针对电池/电容器充电的必要的功率。这样的无线功率方案将导致归因于拾取线圈干扰的B1场不均匀性。作为B1场不均匀性的结果，图像质量将劣化。在M.J.Riffe等人在proceedingsoftheinternationalsocietyformagneticresonanceinmedicine，ISMRM，2007年5月5日，第3273页上的期刊文章“PowerscavengingcircuitforwirelessDCpower”中找到了另一无线功率方案。在该无线功率方案中，通过将功率清除电路感应地耦合到接收器线圈的去谐电路来捕获通常将耗散在去谐网络中的RF功率。然而，接收器线圈将面临不适当的去谐的风险。由BiberStephan等人的US2012/313645A1提供了一种用于感应地接收来自随时间变化的磁场的能量的能量接收天线。由OkamotoKazuya的US2014/218035A1公开了一种通过磁耦合的共振类型无线功率传送将电功率无线地发射给RF线圈设备的功率发射单元。然而，这些无线功率传输单元将增加系统复杂度和成本。
技术实现思路
本专利技术的目标是提供一种用于磁共振设备的、在不损失图像质量的情况下的简单并且低成本的无线功率方案。该目标通过根据权利要求1的磁共振设备实现。该目标还通过根据权利要求9的方法实现。该目标还通过根据权利要求14的磁共振设备实现。本专利技术的实施例提供了在独立权利要求中的磁共振设备及其方法。在从属权利要求中给出了本专利技术的实施例。本专利技术的实施例在磁共振设备的发射相位期间从RF接收器收获能量，并且贯穿磁共振检查利用所收获的能量对所述RF接收器供电，使得常规的笨重且昂贵的DC线缆能够从磁共振设备消除。通过仔细地选择在能量收获期间流动通过RF接收器的收获电流，能够在系统安全、图像质量与能量收获之间实现平衡。亦即，所述收获电流被设定为足够高以收获足够的能量来对RF接收器供电，并且同时被设定为足够低以将RF接收器保持在非共振模式中，从而避免对电路部件的任何损害并且对图像质量带来微不足道的影响。因此，所述能量收获电路提供了一种用于无线磁共振设备的、在不使图像质量劣化的情况下的简单且低成本的功率方案。本专利技术的实施例提供了一种磁共振设备。所述磁共振设备包括接收天线、去谐电路和能量收获电路。所述去谐电路被耦合到接收天线，用于在共振模式与非共振模式之间切换所述接收天线。所述共振模式中的所述接收天线接收磁共振检查的磁共振信号。所述能量收获电路被耦合到所述去谐电路，用于感生流动通过非共振模式中的接收天线的收获电流，以从所述接收天线收获电能。有利地，利用这种简单且低成本的功率方案，能够从所述磁共振设备消除常规的笨重且昂贵的DC线缆。根据本专利技术的实施例，通过能量收获电路的输入阻抗Zin来确定收获电路的水平。有利地，能够根据能量收获电路的输入阻抗Zin仔细地选择收获电流的水平，以实现系统安全、图像质量与能量收获之间的平衡。根据本专利技术的实施例，所述能量收获电路还包括具有阻抗Zrec的整流器以及用于将整流器阻抗Zrec传送给输入阻抗Zin的阻抗匹配电路。有利地，利用所述阻抗匹配电路，任意整流器阻抗Zrec能够被转变为根据期望的收获电流预定的输入阻抗Zin，使得确保能够实现系统安全、图像质量与能量收获之间的平衡。因此，改进了系统灵活性。根据本专利技术的一个实施例，所述阻抗匹配电路包括变压器。有利地，通过调节变压器的初级绕组与次级绕组之间的调谐比率n，能够调节所感生的收获电流以实现所述平衡。根据本专利技术的一个实施例，所述阻抗匹配电路包括K级传输线。有利地，通过调节所述级K，能够调节所感生的收获电流以实现所述平衡。根据本专利技术的一个实施例，所述阻抗匹配电路包括分立部件变压器网络，其包括电感器和电容器。根据本专利技术的一个实施例，所述能量收获电路还包括能再充电电源，所述能再充电电源被耦合到所述能量收获电路以用于由所收获的电能充电。有利地，所收获的能量能够被存储在所述能再充电电源中，以将稳定的DC功率提供给RF接收器。根据本专利技术的一个实施例，所述接收天线包括第一电容器，并且所述去谐电路与所述第一电容器并联耦合，并且所述能量收获电路与所述去谐电路并联耦合。本专利技术的实施例提供了一种能量收获方法。所述方法包括如下步骤：在共振模式与非共振模式之间切换接收天线；在所述共振模式中通过所述接收天线接收磁共振检查的磁共振信号；通过能量收获电路感生流动通过所述非共振模式中的所述接收天线的收获电流；从所述收获电流流动通过的所述接收天线收获电能。根据本专利技术的一个实施例，所述方法还包括选择所述收获电流的水平以实现能接受的最大水平，其确保收获足够的电能并且同时将所述接收天线保持在所述非共振模式中。根据本专利技术的一个实施例，所述方法还包括通过具有整流器阻抗Zrec的整流器对所收获的电能进行整流，并且将所述整流器阻抗Zrec传送给所述输入阻抗Zin。根据本专利技术的一个实施例，所述方法还包括利用所收获的电能对能再充电电源进行充电。本专利技术的实施例提供了一种磁共振设备。所述磁共振设备包括：主磁体，其用于生成所述检查区内的主磁场；射频发射器单元，其用于在所述磁共振设备的发射阶段中在所述检查区中发射射频脉冲；射频接收器单元，其包括接收天线和无线收发器；能量收获电路，其被耦合到所述射频接收器单元；以及能再充电电源，其被耦合到所述能量收获电路以用于由所收获的电能充电，从而对所述射频接收器单元供电。所述接收天线在所述磁共振设备的接收器阶段中接收所述磁共振检查的磁共振信号，所述无线收发器从所述接收天线接收所述磁共振信号并且将所接收的磁共振信号无线地发射给远离所述检查区的收发器单元，并且所述能量收获电路感生流动通过所述接收天线的收获电流，以在所述磁共振设备的发射阶段中从所述接收天线收获电能。根据本专利技术的一个实施例，所述能量收获电路还包括：整流器，其具有整流器阻抗Zrec；以及阻抗匹配电路，其用于将所述整流器阻抗Zrec传送给所述能量收获电路的输入阻抗Zin。所述输入阻抗Zin确定所感生的收获电流的水平。根据本专利技术的一个实施例，所述阻抗匹配电路包括变本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种磁共振扫描器(100)，包括接收天线(202‑1)、去谐电路(204‑1)，所述去谐电路被耦合到所述接收天线(202‑1)，以用于在共振模式与非共振模式之间切换所述接收天线(202‑1)，所述共振模式中的所述接收天线(202‑1)接收磁共振检查的磁共振信号，所述磁共振扫描器还包括：能量收获电路(208‑1)，其被耦合到所述去谐电路(204‑1)，以用于感生流动通过所述非共振模式中的所述接收天线(202‑1)的收获电流并且用于从所述接收天线(202‑1)收获电能，其中，所述能量收获电路(208‑1)的输入阻抗是能调节的，以实现所述收获电流的期望的水平。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.11.05 EP 14191920.9;2014.07.01 CN PCT/CN2014/1.一种磁共振扫描器(100)，包括接收天线(202-1)、去谐电路(204-1)，所述去谐电路被耦合到所述接收天线(202-1)，以用于在共振模式与非共振模式之间切换所述接收天线(202-1)，所述共振模式中的所述接收天线(202-1)接收磁共振检查的磁共振信号，所述磁共振扫描器还包括：能量收获电路(208-1)，其被耦合到所述去谐电路(204-1)，以用于感生流动通过所述非共振模式中的所述接收天线(202-1)的收获电流并且用于从所述接收天线(202-1)收获电能，其中，所述能量收获电路(208-1)的输入阻抗是能调节的，以实现所述收获电流的期望的水平。2.根据权利要求1所述的磁共振扫描器(100)，其中，所述收获电流是通过增加所述能量收获电路的所述输入阻抗来减小的，以改进所述磁共振检查的图像质量，并且所述收获电流是通过减小所述能量收获电路的所述输入阻抗来增加的，以增加所收获的电能，并且其中，所述收获电流的期望的水平实现所述图像质量与所收获的电能之间的平衡。3.根据权利要求2所述的磁共振扫描器(100)，其中，所述能量收获电路(208-1)还包括：整流器(316)，其具有整流器阻抗Zrec；以及阻抗匹配电路(314)，其用于将所述整流器阻抗Zrec传送给所述输入阻抗Zin。4.根据权利要求3所述的磁共振扫描器(100)，其中，所述阻抗匹配电路是变压器(318)。5.根据权利要求3所述的磁共振扫描器(100)，其中，所述阻抗匹配电路是K级传输线(400)。6.根据权利要求3所述的磁共振扫描器(100)，其中，所述阻抗匹配电路(314)是分立部件变压器网络(502)，所述分立部件变压器网络包括电感器(504)和电容器(506或508)。7.根据权利要求1所述的磁共振扫描器(100)，还包括：能再充电电源(130)，其被耦合到所述能量收获电路(208-1)以用于由所收获的...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘勇，
申请(专利权)人：皇家飞利浦有限公司，
类型：发明
国别省市：荷兰,NL