用于磁共振成像（MRI）系统中的平衡转换器以及采用所述平衡转换器的MRI系统技术方案

提供一种平衡转换器，其适用于与微型同轴线缆一起使用，并且不需要切割线缆以安装平衡转换器。从RF接收线圈延伸到RF接收器的每条同轴线缆的一部分围绕设备缠绕多次以形成电感器。电感器可以与或不与单独的谐振电路一起使用。如果与单独的谐振电路一起使用，则电感器和谐振电路彼此耦合以生成耦合阻抗，所述耦合阻抗提供在感兴趣的频率处的共模噪声抑制。如果不与单独的谐振电路一起使用，则在线缆中形成的电感器提供电感，与电感耦合的绕线之间的电容提供抑制感兴趣的频率处的共模噪声的串联阻抗。

Balance converter for magnetic resonance imaging (MRI) system and MRI system using the balance converter

A balancing converter is provided, which is suitable for use with a micro coaxial cable and does not require cutting the cable to install the balancing converter. Part of each coaxial cable extending from the RF receiving coil to the RF receiver is wound around the device several times to form an inductor. Inductors can be used with or without a separate resonant circuit. If used with a separate resonant circuit, the inductor and the resonant circuit are coupled to each other to generate a coupling impedance that provides common mode noise suppression at the frequency of interest. If not used with a single resonant circuit, the inductor formed in the cable provides inductance, and the capacitance between the inductance-coupled windings provides a series impedance to suppress common-mode noise at the frequency of interest.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于磁共振成像（MRI）系统中的平衡转换器以及采用所述平衡转换器的MRI系统
技术介绍
MRI是允许以前所未有的组织对比对物体(诸如在人体中发现的那些物体)进行横截面查看的成像技术。MRI基于核磁共振(NMR)的原理，即带非零自旋的原子核具有磁矩。在医学成像中，其通常是氢原子的原子核，氢原子以高浓度存在于人体中。射频(RF)波在原子核处以强的外部磁场进行引导，从而导致质子的激励和质子的弛豫。质子的弛豫导致能够被检测到和处理以形成图像的由原子核发射的RF信号。典型的MRI系统通常包括：磁体，诸如超导电磁体，其例如产生静磁场；梯度线圈，其产生静磁场中的线性变化；射频(RF)发射线圈，其产生激励氢原子的原子核的RF波；以及RF接收线圈，其检测由原子核的弛豫质子发射的RF电磁辐射。通常，在最新现有技术MRI系统中使用多个发射线圈和多个RF接收线圈。同轴线缆用在MRI系统中，以用于线圈内的RF信号的受控传输。同轴线缆具有通过电介质材料彼此分开的外屏蔽和内导体。外屏蔽接地，并且内导体用于携带电流。外屏蔽保护内导体以免拾取不期望的频率。为此，同轴线缆广泛地用在MRI系统中，以用于将RF线圈互连，将RF发射器与RF发射线圈互联并且将RF接收器与RF接收线圈互联。然而，线缆外部的源能够在外屏蔽中感应出非预期的电流。外屏蔽中的这些非预期的电流的流动(通常被称为共模噪声)能够生成非预期的磁场。以这种方式，共模噪声能够降低由外屏蔽提供的屏蔽效果，从而使线缆易受能够降低MRI系统的性能的其他类型的噪声的影响。为此，平衡/不平衡电路(平衡转换器(balun))通常与MRI系统中的同轴线缆一起使用以抑制共模噪声。为此目的使用各种平衡转换器设计。在最新现有技术MRI系统中，不断做出努力来增加所使用的RF接收线圈的数量，以便增加图像采集的速度。在这样的系统中，任何地方具有从8到64个RF接收线圈并不罕见。这些RF接收线圈中的每个通常通过同轴线缆连接到RF接收器，所述RF接收器对接收到的RF信号进行采样和数字化。由于RF信道计数的这些增加，MRI系统设计者在减小与RF接收线圈一起采用的部件和子组件的尺寸的持续压力下。当前用作最新现有技术MRI系统的同轴线缆的物理尺度对平衡转换器尺寸放置了下限，从而产生对于更加新的、更密集的RF线圈阵列而言太大的结果。超薄同轴线缆(直径小于1毫米)已存在多年，并且已广泛使用于医学行业中，尤其是超声成像系统中。在超薄同轴线缆被使用的医学领域中，平衡转换器能够通过使用非常小的铁磁元件(诸如铁氧体磁珠)而被制造为非常小，所述铁磁元件由于产生的大的磁场而不能用于MRI系统。当前在MRI系统中使用的最小的平衡转换器需要同轴线缆被切割并且平衡转换器被插入切割端之间。切割线缆并在切割端之间安装平衡转换器是繁琐的过程，其增加了安装时间和难度。此外，随着线缆的尺寸变得更小，特殊工具必须被使用以切割线缆，并且它们并不总是成功的。不需要切割线缆的当前使用的平衡转换器对于MRI系统具有高RF信道计数的大多数(如果不是全部)应用而言太大。因此，存在对一种有效的平衡转换器的需要，其适于与微型同轴线缆一起使用，不需要对线缆的切割，并且尺寸足够小以在具有高RF信道计数的MRI系统中使用。附图说明当结合附图阅读时，从以下详细描述中最好地理解代表性实施例。要强调的是，各种特征不必按比例绘制。实际上，为了讨论的清楚性，可以任意增加或减小尺寸。只要适用且实际，相似的附图标记指代相似的元件。图1图示了能够包含本文描述的平衡转换器的根据说明性实施例的MRI系统的框图。图2图示了通过N条同轴线缆与RF接收器互连的N个RF接收线圈的框图，每条同轴线缆具有根据本教导的平衡转换器，其中，N是大于或等于1的正整数。图3图示了根据第一代表性实施例的平衡转换器的横截面框图。图4图示了根据另一代表性实施例的平衡转换器的横截面框图。图5图示了根据另一代表性实施例的平衡转换器的横截面框图。具体实施方式在以下详细描述中，出于解释而非限制的目的，阐述了公开具体细节的代表性实施例，以便提供对本教导的透彻理解。然而，对于具有本公开的益处的本领域普通技术人员而言将显而易见的是，根据本教导的脱离本文所公开的具体细节的其他实施例仍然在权利要求书的范围内。此外，可以省略对公知装置和方法的描述，以免模糊对代表性实施例的描述。这样的方法和装置显然在本教导的范围内。应理解，本文使用的术语仅出于描述具体实施例的目的，而不旨在为限制。任何所定义的术语是对本教导的
中通常理解和接受的所定义术语的技术和科学含义的添加。如在说明书和权利要求中所使用的，术语“一”、“一个”和“所述”包括单数和复数指示物两者，除非上下文另有明确说明。因此，例如，“设备”包括一个设备和多个设备。如在说明书和权利要求中使用的，并且除了其普通含义之外，术语“实质的”或“实质上”意指具有可接受的限制或程度。例如，“实质上取消”意指本领域技术人员会认为取消是可接受的。如在说明书和权利要求中使用的，并且除了其普通含义之外，术语“大致”或“大约”意指在本领域普通技术人员的可接受的限制或量内。例如，“大致相同”意指本领域普通技术人员将认为被比较的项目是相同的。根据本文描述的代表性实施例，提供了一种有效的平衡转换器，其适于与微型同轴线缆(即，直径小于1mm)一起使用，不需要对线缆进行切割以便安装平衡转换器，并且尺寸足够小以在具有高RF信道计数的MRI系统中使用。从RF接收线圈延伸到MRI系统的RF接收器的每条同轴线缆的部分围绕设备缠绕多次以形成电感器。电感器可以与或不与单独的谐振电路一起使用。如果平衡转换器包括单独的谐振电路，则在线缆的部分中形成的电感器和谐振电路彼此耦合，以生成在感兴趣的频率处具有高值的耦合阻抗，所述耦合阻抗抑制线缆中的共模噪声。如果平衡转换器不包括单独的谐振电路，则在线缆的部分中形成的电感器提供电感，并且绕线之间的寄生电容与电感耦合，以在线缆中形成并联阻抗，所述并联阻抗抑制感兴趣的频率处的共模噪声。现在将参考附图描述几个代表性实施例。图1图示了能够包含本文描述的平衡转换器的根据说明性实施例的MRI系统100的框图。MRI系统100包括：一组主线圈101；多个梯度线圈102，其连接到包括梯度放大器(未示出)和梯度控制单元108的梯度驱动器单元103；以及RF线圈系统104，其包括连接到RF线圈驱动器单元105的RF发射线圈(未示出)和连接到RF接收器106b的RF接收线圈106a。根据该代表性实施例，接收线圈106a通过被装备有根据本教导的平衡转换器的相应微型同轴线缆连接到RF接收器106b，这将在下文更详细地描述。接收线圈106a从由RF线圈系统104的RF发射线圈激励的区域的至少部分采集MR信号。RF接收器106b包括用于检测和恢复MR信号的RF接收器电路(例如，调谐、解调和放大电路)和用于将MR信号转换成数字信号的模数转换(ADC)电路。通过通信链路107将数字化MR信号从RF接收器106b转移到网络集线器110。梯度线圈驱动器单元103和RF线圈驱动器单元105由电源单元109供电。运输系统111(例如患者台)被用于将对象112(例如患者)定位在MRI系统100内。网络集线器110包括控制MR本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种平衡转换器包括：由电介质材料制成的设备，所述设备具有外表面；磁共振成像(MRI)系统的同轴线缆，所述同轴线缆具有第一端和第二端，所述同轴线缆的在所述第一端与所述第二端之间的部分围绕所述外表面被缠绕L次以形成第一电感器，其中，L是大于或等于1的正整数；以及谐振电路，其具有彼此电耦合的至少第二电感器和至少第一电容器，其中，所述第一电感器将感兴趣频率处的共模噪声磁性耦合到所述谐振电路中，所述谐振电路和所述第一电感器向所述同轴线缆提供耦合阻抗，并且其中，在所述感兴趣频率处，所述耦合阻抗具有高值，所述高值抑制在所述同轴线缆中传播的共模信号。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.10.24 US 62/4118221.一种平衡转换器包括：由电介质材料制成的设备，所述设备具有外表面；磁共振成像(MRI)系统的同轴线缆，所述同轴线缆具有第一端和第二端，所述同轴线缆的在所述第一端与所述第二端之间的部分围绕所述外表面被缠绕L次以形成第一电感器，其中，L是大于或等于1的正整数；以及谐振电路，其具有彼此电耦合的至少第二电感器和至少第一电容器，其中，所述第一电感器将感兴趣频率处的共模噪声磁性耦合到所述谐振电路中，所述谐振电路和所述第一电感器向所述同轴线缆提供耦合阻抗，并且其中，在所述感兴趣频率处，所述耦合阻抗具有高值，所述高值抑制在所述同轴线缆中传播的共模信号。2.根据权利要求1所述的平衡转换器，其中，所述设备至少部分地是中空的，并且其中，所述谐振电路被设置在所述设备的内部。3.根据权利要求1所述的平衡转换器，其中，所述谐振电路被设置在邻近所述第一电感器的所述设备的外部。4.根据权利要求3所述的平衡转换器，还包括：反磁性嵌条，所述反磁性嵌条至少部分地被包含在所述设备的内部。5.根据权利要求1所述的平衡转换器，其中，所述同轴线缆被用于所述MRI系统中，以将来自射频(RF)接收线圈的模拟磁共振(MR)信号携带到RF接收器。6.根据权利要求5所述的平衡转换器，其中，所述同轴线缆具有小于或等于1毫米(mm)的直径。7.一种平衡转换器，包括：由电介质材料制成的设备，所述设备具有外表面；磁共振成像(MRI)系统的同轴线缆，所述同轴线缆具有第一端和第二端，所述同轴线缆的在所述第一端与所述第二端之间的部分围绕所述外表面被缠绕多次以形成第一电感器层，并且围绕所述第一电感器层被缠绕多次以在所述第一电感器层的顶部上形成第二电感器层，所述第一电感器层和所述第二电感器层包括第一电感器，并且其中，寄生电容存在于绕线之间，所述寄生电容和第一电感器的第一电感提供谐振电路，所述谐振电路具有感兴趣频率处的并联阻抗，所述并联阻抗抑制在所述同轴线缆中传播的共模信号。8.根据权利要求7所述的平衡转换器，其中，所述设备至少部分地是中空的，并且其中，所述平衡转换器还包括：反磁性嵌条，所述反磁性嵌条至少部分地被包含在所述设备的内部。9.根据权利要求7所述的平衡转换器，其中，所述同轴线缆被用于所述MRI系统中，以将来自射频(RF)接收线圈的模拟磁共振(MR)信号携带到RF接收器。10.根据权利要求9所述的平衡转换器，其中，所述同轴线缆具有小于或等于1毫米(mm)的直径。11.一种磁共振成像(MRI)系统，包括：N个射频(RF)接收线圈，每个RF接收线圈被配置为检测具有感兴趣频率的RF信号并且输出磁共振(MR)信号，其中，N是大于或等于1的正整数；N个放大器，每个放大器对由RF接收线圈输出的MR信号进行放大，...

【专利技术属性】
技术研发人员：T·韦恩，A·甘蒂，O·T·弗里曼，C·斯潘塞，
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