本发明专利技术涉及线圈上开关模式放大器的开关模式预放大和幅度调制反馈，这里所述的示例系统、设备、电路等等涉及带有线圈上电流模式(CMCD)放大器的MRI中的并行发送。一种示例设备包括开关电压模式D类(VMCD)预放大器。另一示例设备包括至少部分地基于发送线圈电流的包络与输入RF脉冲的包络之间的比较，利用反馈控制对CMCD放大器的输出的幅度调制。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及并联传输核磁共振成像(MRI)中线圈上(on-coil)开关模式放大器的开关模式预放大和幅度调制(AM)反馈。
技术介绍
核磁共振成像(MRI)涉及射频(RF)能量发送。RF能量可通过线圈发送。所得到的核磁共振(MR)信号也可以通过线圈接收。在早期MRI中，通过单个线圈发送RF能量，通过单个线圈接收得到的MR信号。后来，在并行采集技术中可使用多个接收器。使用多个接收器有助于加快信号接收，转而缩短扫描时间。类似地，在并行发送技术中可使用多个发送器。使用多个发送器有助于加快发送过程，转而促进体积激励、选择性隔离以及其他极高速特征。但是，传统的并行发送技术在缩放、保真和同步上遇到了问题。传统系统试图将它们现有的RF发送器并行化。因此，传统系统依靠多个单独供电、单一信道、模拟输入模拟输出的RF发送器进行并行发送。这些系统由于布线重复、功率发送器重复、控制重复以及其他问题，不能很好地缩放。即使采用少量的发送器(例如4 个)，这些系统也不能产生期望的保真。例如，传统系统可能会有复杂的功率分配管理，难以同步。此外典型地，传统系统在线圈之间隔离差，导致性能下降。此外，这些系统需要将阵列中的每个元件进行调整和匹配，这是很耗时的过程。传统系统还受限于使用功率较低(例如< 50W)、效率较低的A类或AB类放大器。 虽然有些系统包括了线圈上串联和/或分流反馈D类放大器，但是这些传统系统仍然受到若干限制，包括去谐不足和效率低下。已提出的说能实现更高效率的系统仍然显示缺乏足够的控制机制。至少部分地，由于这些限制，传统系统不能产生期望的幅度水平和/或相位控制，因此不能具有期望的保真。2010年3月2日公开、名为“用于MRI中并行发送的线圈上开关模式放大器，，(On-coil Switched Mode Amplifier for Parallel Transmission in MRI)、授予 Griswold等人的美国专利7，671，595 (‘595专利)描述了一种线圈上电流模式D类(CMCD) 放大器，可用于以期望的RF频率产生MRI发送线圈激励。线圈上CMCD放大器能在MRI磁体的孔中或附近工作，或者在距发送线圈小于放大器一个波长的距离内工作。假设线圈上放大器允许将数字控制信号发射到线圈组件，则改善发送线圈之间的同步，同时减少干扰、 串扰、与电缆相关联的物理空间需求、以及通常与并行发送MRI系统相关的发热。‘595专利中描述的线圈上CMCD放大器通过一个或多个线性预放大器产生的信号驱动。
技术实现思路
本专利技术的一个技术方案提供了一种设备，该设备包括异相信号发生器，用于产生第一异相RF信号和第二异相RF信号；以及第一开关电源模式D类(VMCD)放大器和第二 VMCD放大器，电连接到所述异相信号发生器，所述第一 VMCD放大器用于放大所述第一异相 RF信号，所述第二 VMCD放大器用于放大所述第二异相RF信号，所述第一 VMCD放大器与所述第二 VMCD放大器在推挽构造中相互连接；其中，所述第一 VMCD放大器产生配置为驱动第一电流模式D类(CMCD)放大器场效应晶体管(FET)的放大第一异相信号，所述第二 VMCD 放大器产生配置为驱动第二 CMCD放大器FET的放大第二异相信号，所述第一 CMCD放大器 FET与所述第二 CMCD放大器FET通过包括LC(电感-电容)线路的线圈连接，以定义线圈上CMCD放大器，该线圈上CMCD放大器通过与并行磁共振成像(MRI)发送相关联的发送线圈控制输出模拟射频(RF)信号的产生。本专利技术的另一技术方案提供了一种MRI设备，其包括异相信号发生器，用于产生第一异相RF信号和第二异相RF信号；以及第一 VMCD放大器和第二 VMCD放大器，电连接到所述异相信号发生器，所述第一 VMCD放大器用于放大所述第一异相RF信号，所述第二 VMCD 放大器用于放大所述第二异相RF信号，所述第一 VMCD放大器与所述第二 VMCD放大器在推挽构造中相互连接；以及其中所述第一 VMCD放大器和所述第二 VMCD放大器产生配置为驱动L-C开关模式发送线圈的放大第一异相信号和放大第二异相信号，所述L-C开关模式发送线圈以期望的频率输出模拟RF信号。本专利技术的又一技术方案提供了一种方法，该方法包括产生第一异相信号和第二异相信号；分别用第一 VMCD放大器和第二 VMCD放大器将所述第一异相信号和所述第二异相信号放大；以及将放大异相信号提供给线圈上CMCD放大器，所述线圈上CMCD放大器驱动 L-C线路以激励MRI发送线圈发送RF信号。本专利技术的再一技术方案提供了一种设备，该设备包括异相信号发生器，基于具有期望频率的输入RF脉冲产生第一异相RF信号和第二异相RF信号，其中所述第一异相RF 信号配置为驱动第一 CMCD放大器FET，所述第二异相RF信号配置为驱动第二 CMCD放大器 FET,所述第一 CMCD放大器FET与所述第二 CMCD放大器FET通过包括LC线路的线圈连接， 以定义与并行MRI发送线圈相关联的线圈上CMCD放大器，所述并行MRI发送线圈以所述期望频率输出模拟RF信号；反馈控制器，用于接收表示所述输入RF脉冲的包络的信号；以及包络检测器，用于向所述反馈控制器提供表示发送线圈电流的包络的信号；其中，所述反馈控制器控制所述线圈上CMCD放大器至少部分地基于所述数字编码RF脉冲的包络与所述发送线圈电流的包络之间的比较，产生RF信号。本专利技术的另一技术方案提供了一种MRI设备，其包括异相信号发生器，基于具有期望频率的输入RF脉冲产生第一异相RF信号和第二异相RF信号，其中所述第一异相RF 信号和所述第二异相RF信号配置为驱动L-C开关模式发送线圈，所述L-C开关模式发送线圈以期望的频率输出模拟RF信号；反馈控制器，用于接收表示所述输入RF脉冲的包络的信号；以及包络检测器，用于向所述反馈控制器提供表示发送线圈电流的包络的信号；其中， 所述反馈控制器控制所述线圈上CMCD放大器至少部分地基于所述输入RF脉冲的包络与所述发送线圈电流的包络之间的比较，产生RF信号。本专利技术的另一技术方案提供了一种方法，该方法包括至少部分地基于接收的RF脉冲产生第一异相信号和第二异相信号；接收表示输入RF脉冲的包络的信号；确定MRI发送线圈电流的包络；以及至少部分地基于数字编码RF脉冲的包络与发送线圈电流的包络之间的比较，控制线圈上CMCD放大器产生模拟RF信号。附图说明附图合并在说明书中构成说明书的一部分，示出各种示例、系统、方法以及本专利技术各种方案的其他实施例。应当理解，附图中所示元件边界(例如方框、方框组或其他形状) 表示边界的一个示例。本领域技术人员应当理解，在一些实施例中，单个元件可以被设计为多个元件，多个元件可以被设计为单个元件，示出为另一元件的内部组件的元件可以被实施为外部组件，反之亦然，如此等等。此外，不一定按比例绘出元件。图1为现有技术，示出传统并行MRI设备的各部分。图2示出配置有线圈上开关模式放大器的并行MRI设备的各部分。图3示出电流模式D类(CMCD)放大器布局，用于涉及线圈上开关模式放大的并行 MRI发送。图4示出CMCD放大器布局，用于包括VMCD预放大器的并行MRI发送。图5示出C本文档来自技高网...
【技术保护点】
１．一种设备，包括：异相信号发生器，用于产生第一异相ＲＦ信号和第二异相ＲＦ信号；以及第一开关电源模式Ｄ类（ＶＭＣＤ）放大器和第二ＶＭＣＤ放大器，电连接到所述异相信号发生器，所述第一ＶＭＣＤ放大器用于放大所述第一异相ＲＦ信号，所述第二ＶＭＣＤ放大器用于放大所述第二异相ＲＦ信号，所述第一ＶＭＣＤ放大器与所述第二ＶＭＣＤ放大器在推挽构造中相互连接；其中，所述第一ＶＭＣＤ放大器产生配置为驱动第一电流模式Ｄ类（ＣＭＣＤ）放大器场效应晶体管（ＦＥＴ）的放大第一异相信号，所述第二ＶＭＣＤ放大器产生配置为驱动第二ＣＭＣＤ放大器ＦＥＴ的放大第二异相信号，所述第一ＣＭＣＤ放大器ＦＥＴ与所述第二ＣＭＣＤ放大器ＦＥＴ通过包括ＬＣ（电感－电容）线路的线圈连接，以定义线圈上ＣＭＣＤ放大器，该线圈上ＣＭＣＤ放大器通过与并行磁共振成像（ＭＲＩ）发送相关联的发送线圈控制输出模拟射频（ＲＦ）信号的产生。
【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：娜塔拉·古蒂诺，杰里迈·A·赫尔曼，马克·A·格里斯沃尔德，马库斯·维斯特，
申请(专利权)人：凯斯西储大学，西门子公司，
类型：发明
国别省市：US
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