一种体线圈及磁共振成像系统技术方案

本发明专利技术公开了一种磁共振成像系统的体线圈和磁共振成像系统。其中，体线圈包括主体和调谐失谐电路；调谐失谐电路连接在所述主体上，用于利用一控制信号对所述主体进行调谐失谐控制；调谐失谐电路包括控制信号接口、开关二极管单元和交流直流变换电路；控制信号接口用于接收所述控制信号；开关二极管单元为至少1个，用于分别串联在所述体线圈主体的至少一个天线腿上和/或至少一个端环上；所述交流直流变换电路包括一整流电路，用于将磁共振成像系统中的输入射频发射信号的功率变换为一直流电流，所述直流电流用于为所述开关二极管单元的导通提供直流电流。所述体线圈能降低直流电源的成本，并解决二极管的发热问题。

Body coil and magnetic resonance imaging system

The invention discloses a body coil and a magnetic resonance imaging system of a magnetic resonance imaging system. The body comprises a main body and a tuning coil detuning circuit tuning; detuning circuit is connected to the main body, for the use of a control signal for tuning the detuning control of the main body; the tuning detuning circuit comprises a control signal interface, switching diode unit and AC DC converter circuit; the control signal interface for receiving the control signal; switching diode unit is at least 1, are respectively connected with at least one leg of the antenna main body coil and / or at least one end ring for the; AC DC converting circuit comprises a rectifier circuit, to transform the input RF power in magnetic resonance imaging system for transmitting signals a DC current, the DC current for the switching diode unit conduction with DC current. The body coil can reduce the cost of the DC power supply and solve the heating problem of the diode.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及磁共振成像系统
，特别是一种用于磁共振成像系统的体线圈及磁共振成像系统。
技术介绍
磁共振成像(MagneticResonanceImaging，MRI)是利用磁共振现象进行成像的一种技术。磁共振成像(MRI)系统通常包括一个腔型超导磁体、环绕在超导磁体内的梯度线圈、位于梯度线圈内的腔型的体线圈、放置病人的检查台床板，以及用于覆盖病人某个部位的局部线圈。其中，体线圈既可作为发射线圈又可作为接收线圈，局部线圈则主要作为接收线圈。其中，超导磁体提供沿磁体轴线方向的均匀的主磁场B0，主磁场B0的场强最大，且一直存在。体线圈用作发射线圈时，用于发射射频信号，提供与磁场B0垂直的磁场B1，磁场B1的场强较B0小，且仅在工作时产生。B1场为频率场，以Y*B0的频率旋转，在1.5T的B0下的频率为64MHz左右。人体内水分子中的氢原子受激发后，产生偏转，而后以非辐射的方式回到“基态”，接收线圈通过感应，接收此过程中的信号。为了区别空间中各氢原子的位置，梯度线圈在空间的三个方向产生大小不同的“梯度磁场”，使空间中任何一点处的磁场大小都不相同，通过对接收线圈所接收的信号根据梯度磁场进行后期计算，得到相应位置的信号。鸟笼线圈是一种常用的体线圈。鸟笼线圈由两端的端环和中间的多条腿组成，分为高通、低通和带通三种。根据体线圈的类型，两个端环上和天线腿上会加入频率调谐电容。例如，低通型鸟笼线圈的频率调谐电容位于每条腿的中间，高通型鸟笼线圈的频率调谐电容位于两端的金属环上；带通型鸟笼线圈的频率调谐电容在腿间和端环上都可存在。在鸟笼线圈的每条腿上或若干腿上和/或端环上，通常会串联一个或多个开关二极管，如PIN二极管，作为体线圈的开关。当磁共振成像系统发射射频信号时，PIN二极管为正向电流供电，从而PIN二极管导通，体线圈调谐；当磁共振成像系统接收射频信号时，体线圈的PIN二极管为反向偏置，从而PIN二极管截止，体线圈失谐。图1为目前一种体线圈的结构示意图。如图1所示，该体线圈为一种高通鸟笼正交线圈。该鸟笼线圈具有16条腿，在每一条腿上串联有一个PIN二极管。当磁共振成像系统发射射频信号时，16个PIN二极管共需4.8A的电流供电，平均每个PIN二极管分配300mA，使得PIN二极管导通，体线圈调谐；当磁共振成像系统接收射频信号时，每个PIN二极管由-31伏反向电压供电，从而PIN二极管截止，体线圈失谐。目前常用的体线圈调谐/失谐方案虽然功能上没有问题，且也被广泛应用，但因为PIN二极管的供电电流很高，使得直流电源成本很高；而且当体线圈处于调谐状态时，尽管有时不发射射频能量或只发射很小的射频能量，但仍然需要持续提供4.8A的直流电，这增加了不必要的直流损耗，会引起PIN二极管的发热问题。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术提出了一种体线圈，另一方面提出了一种磁共振系统，用以降低直流电源的成本，并解决PIN二极管的发热问题。本专利技术提出的一种磁共振成像系统的体线圈，包括：一主体和一调谐失谐电路；其中，所述主体包括两个端环和连接在所述两个端环之间的均匀分布的多个天线腿；所述调谐失谐电路连接在所述主体上，用于根据一控制信号对所述主体进行调谐失谐控制；所述调谐失谐电路包括一控制信号接口、一开关二极管单元和一交流直流变换电路；其中，所述控制信号接口用于接收所述控制信号；所述控制信号包括一直流电流信号；所述开关二极管单元为至少1个，用于分别串联在所述体线圈主体的至少一个天线腿上和/或至少一个端环上，每个开关二极管单元由至少一个开关二极管通过串联和/或并联组成；所述交流直流变换电路包括一整流电路，用于将磁共振成像系统中的输入射频发射信号的功率变换为一直流电流；所述控制信号的直流电流信号和所述交流直流变换电路的直流电流将所述开关二极管单元导通。在一个实施方式中，所述交流直流变换电路的数量与开关二极管单元的数量相同，分别用于为一个开关二极管单元的导通提供直流电流。在一个实施方式中，每个交流直流变换电路进一步包括一与所述整流电路串联的第一分流电感；所述调谐失谐电路进一步包括对应开关二极管单元数量的至少一个第二分流电感，每个第二分流电感用于与一个开关二极管单元串联在体线圈主体的天线腿或端环上，构成所述天线腿或端环上的开关单元；每个交流直流变换电路的两端分别与一个开关单元的两端相连；所述第一分流电感和所述第二分流电感用于对磁共振成像系统中的输入射频发射信号在所述开关二极管单元和所述整流电路上进行分流。在一个实施方式中，所述控制信号接口与所述开关二极管单元的正极连接，或与所述第二分流电感连接。在一个实施方式中，所述调谐失谐电路进一步包括对应开关二级管单元数量的控制电路，每个控制电路用于与一个开关二极管单元串联或与一个整流电路串联；所述控制信号还包括一直流电压信号；所述控制电路用于在所述控制信号为直流电压信号时，使整流电路和开关二极管单元截止。在一个实施方式中，每个控制电路包括一与开关二极管单元或整流电路串联的三极管，和一个连接在所述三极管的基极和集电极、或基极和发射极之间的旁路二极管；以及并联在所述三极管各个管脚之间的至少两个交流直通电容。在一个实施方式中，所述交流直流变换电路为1个，所述交流直流变换电路与任一个开关二极管单元相并联；其余的开关二极管单元与连接有所述交流直流变换电路的开关二极管单元分别通过一射频扼流电感进行并联。在一个实施方式中，所述交流直流变换电路进一步包括一与所述整流电路串联的第一分流电感；所述调谐失谐电路进一步包括一第二分流电感，所述第二分流电感用于与连接有所述交流直流变换电路的开关二极管单元串联在对应的天线腿或端环上，构成所述天线腿或端环上的开关单元；所述交流直流变换电路的两端分别与所述开关单元的两端相连；所述第一分流电感和所述第二分流电感用于对磁共振成像系统中的输入射频发射信号在所述开关二极管单元和所述整流电路上进行分流。在一个实施方式中，所述控制信号接口与连接有所述交流直流变换电路的开关二极管单元的正极连接，或与所述第二分流电感连接。在一个实施方式中，所述调谐失谐电路进一步包括一控制电路，所述控制电路用于与所述开关二极管单元串联或与所述整流电路串联；所述控制信号还包括一直流电压信号；所述控制电路用于在所述控制信号为直流电压信号时，使整流电路和开关二极管单元截止。在一个实施方式中，所述控制电路包括一与所述开关二极管单元或整流电路串联的三极管，和一个连接在所述三极管的基极和集电极、或基极和发射极之间的旁路二极管；以及并联在所述三极管各个管脚之间的至少两个交流直通电容。本专利技术中提供的一种磁共振成像系统，包括上述任一种实现形式的体线圈。从上述方案中可以看出，由于本专利技术实施例中的调谐失谐电路用小的调谐控制电流代替大的调谐控制电流，同时借用一能将输入射频发射信号的功率转换为直流电的交流直流变换电路，在磁共振成像系统发射射频信号时，为所述开关二极管提供附加的直流电流。既可以在体线圈发射射频信号时，保证流经所述开关二极管直流电流较大，降低射频损耗；又可以降低直流电源的成本，解决开关二极管的发热问题。此外，通过为交流直流变换电路和开关二极管设置分流电感，可以控制交流直流变换本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种磁共振成像系统的体线圈，包括：一主体(100)和一调谐失谐电路(200、300、400、500)；其中，所述主体(100)包括两个端环(110)和连接在所述两个端环(110)之间的均匀分布的多个天线腿(120)；所述调谐失谐电路连接在所述主体(100)上，用于利用一控制信号对所述主体(100)进行调谐失谐控制；所述调谐失谐电路(200、300、400、500)包括一控制信号接口(210)、一开关二极管单元(220)和一交流直流变换电路(230)；其中，所述控制信号接口(210)用于接收所述控制信号；所述控制信号包括一直流电流信号；所述开关二极管单元(220)为至少1个，用于分别串联在所述主体(100)的至少一个天线腿(120)上和/或至少一个端环(110)上，每个开关二极管单元(220)由至少一个开关二极管(D1)通过串联和/或并联组成；所述交流直流变换电路(230)包括一整流电路(231)，用于将磁共振成像系统的输入射频发射信号的功率变换为一直流电流；所述控制信号的直流电流信号和所述交流直流变换电路(230)的直流电流将所述开关二极管单元(220)导通。

【技术特征摘要】
1.一种磁共振成像系统的体线圈，包括：一主体(100)和一调谐失谐电路(200、300、400、500)；其中，所述主体(100)包括两个端环(110)和连接在所述两个端环(110)之间的均匀分布的多个天线腿(120)；所述调谐失谐电路连接在所述主体(100)上，用于利用一控制信号对所述主体(100)进行调谐失谐控制；所述调谐失谐电路(200、300、400、500)包括一控制信号接口(210)、一开关二极管单元(220)和一交流直流变换电路(230)；其中，所述控制信号接口(210)用于接收所述控制信号；所述控制信号包括一直流电流信号；所述开关二极管单元(220)为至少1个，用于分别串联在所述主体(100)的至少一个天线腿(120)上和/或至少一个端环(110)上，每个开关二极管单元(220)由至少一个开关二极管(D1)通过串联和/或并联组成；所述交流直流变换电路(230)包括一整流电路(231)，用于将磁共振成像系统的输入射频发射信号的功率变换为一直流电流；所述控制信号的直流电流信号和所述交流直流变换电路(230)的直流电流将所述开关二极管单元(220)导通。2.根据权利要求1所述的体线圈，其特征在于，所述交流直流变换电路(230)的数量与开关二极管单元(220)的数量相同，分别用于为一个开关二极管单元(220)的导通提供直流电流。3.根据权利要求2所述的体线圈，其特征在于，每个交流直流变换电路(230)进一步包括一与所述整流电路(231)串联的第一分流电感(L1)；所述调谐失谐电路(200、300)进一步包括对应开关二极管单元(220)数量的至少一个第二分流电感(L2)，每个第二分流电感(L2)用于与一个开关二极管单元(220)串联在主体(100)的天线腿(120)或端环(110)上，构成所述天线腿(120)或端环(110)上的开关单元(240)；每个交流直流变换电路(230)的两端分别与一个开关单元(240)的两端相连；所述第一分流电感(L1)和所述第二分流电感(L2)用于对磁共振成像系统中的输入射频发射信号在所述开关二极管单元(220)和所述整流电路(231)上进行分流。4.根据权利要求3所述的体线圈，其特征在于，所述控制信号接口(210)与所述
\t开关二极管单元(220)的正极连接，或与所述第二分流电感(L2)连接。5.根据权利要求3所述的体线圈，其特征在于，所述调谐失谐电路(300)进一步包括对应开关二级管单元(220)数量的控制电路(250)，每个控制电路(250)用于与一个开关二极管单元(220)串联或与一个整流电路(231)串联；所述控制信号还包括一直流电压信号；所述控制电路(2...

【专利技术属性】
技术研发人员：佟瞳，汪坚敏，李文明，马库斯·韦斯特，
申请(专利权)人：西门子深圳磁共振有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44