一種適配器、線圈和磁共振成像系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種適配器、線圈和磁共振成像系統(tǒng)，其中所述適配器，包括，一控制電路、一控制信號接口，一個第一輸入信號接口和一個第二輸入信號接口，一個第一輸出信號接口，所述控制信號接口接收調(diào)諧/失諧信號，所述控制電路根據(jù)所述調(diào)諧/失諧信號將所述第一輸入信號接口和所述第二輸入信號接口切換與所述第一輸出信號接口導(dǎo)通。本發(fā)明使磁共振成像系統(tǒng)在不改變?nèi)魏斡布那闆r下增加射頻通道數(shù)，一個接口兼容多個線圈，而且不需要定義復(fù)雜的通訊協(xié)議，利用磁共振成像系統(tǒng)的接口當前本身具有的調(diào)諧/失諧信號就可以實現(xiàn)各個線圈的輸入信號的切換，因此大幅度簡化了系統(tǒng)結(jié)構(gòu)以及更新成本。
【專利說明】一種適配器、線圈和磁共振成像系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及磁共振成像【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種適配器、線圈和磁共振成像系統(tǒng)?！颈尘凹夹g(shù)】
[0002]磁共振成像(Magnetic Resonance Imaging, MRI)是利用磁共振現(xiàn)象進行成像的一種技術(shù)。磁共振現(xiàn)象的原理主要包括:包含單數(shù)質(zhì)子的原子核，例如人體內(nèi)廣泛存在的氫原子核，其質(zhì)子具有自旋運動，猶如一個小磁體，并且這些小磁體的自旋軸沒有一定的規(guī)律，如果施加外在磁場，這些小磁體將按外在磁場的磁力線重新排列，具體為在平行于或反平行于外在磁場磁力線的兩個方向排列，將上述平行于外在磁場磁力線的方向稱為正縱向軸，將上述反平行于外在磁場磁力線的方向稱為負縱向軸；原子核只具有縱向磁化分量，該縱向磁化分量既具有方向又具有幅度。用特定頻率的射頻(Radio Frequency, RF)脈沖激發(fā)處于外在磁場中的原子核，使這些原子核的自旋軸偏離正縱向軸或負縱向軸，產(chǎn)生共振，這就是磁共振現(xiàn)象。上述被激發(fā)的原子核的自旋軸偏離正縱向軸或負縱向軸之后，該原子核就具有了橫向磁化分量。停止發(fā)射射頻脈沖后，被激發(fā)的原子核發(fā)射回波信號，將吸收的能量逐步以電磁波的形式釋放出來，其相位和能級都恢復(fù)到激發(fā)前的狀態(tài)，將原子核發(fā)射的回波信號經(jīng)過空間編碼等進一步處理即可重建圖像。
[0003]在現(xiàn)有技術(shù)中，磁共振成像系統(tǒng)一般用許多各種射頻(RF)天線(下文中稱為線圈)操作，所述射頻天線用于傳輸和接收射頻脈沖以便激發(fā)原子核以放射磁共振信號和/或用于采集所誘發(fā)的磁共振信號。磁共振成像(MRI)系統(tǒng)中包括多種線圈，例如覆蓋全身范圍的體線圈和只覆蓋身體某個部位的接收線圈等等。磁共振系統(tǒng)一般具有大型整體線圈(體線圈)，其永久地安裝在磁共振掃描儀中。所述整體線圈通常圍繞患者采集腔以圓柱形方式布置(例如，使用一種稱為鳥籠結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu))，在所述患者采集腔中患者在測量期間被支撐在一張床(通常也稱為患者定位臺)上。一般來說，由于體線圈覆蓋的范圍較大，因此需要較高的發(fā)射功率，并且所得到的圖像的信噪比較低，圖像各處的信噪比也不均勻。相對體線圈，局部線圈覆蓋的范圍較小，例如膝蓋線圈覆蓋的膝蓋部位、頭線圈覆蓋的頭部、手腕線圈覆蓋的手腕等范圍都比較小，所以局部線圈只接收有限的射頻激發(fā)范圍內(nèi)的射頻信號(為了區(qū)別于發(fā)射階段的射頻信號，以下將線圈接收的射頻信號稱為磁共振信號)，因此，所得到的圖像的信噪比較高，而且圖像各處的信噪比較均勻。
[0004]具體而言，局部線圈是外接在磁共振成像系統(tǒng)上使用的，而對于現(xiàn)有的磁共振成像系統(tǒng)來說，一般一個接口只支持一個局部線圈，而且早期的磁共振系統(tǒng)所配置的接口數(shù)目也比較少，對于后期全身掃像這種需要同時使用多個局部線圈的高級應(yīng)用，接口數(shù)量顯然已經(jīng)不夠了。目前為止，要使磁共振成像系統(tǒng)兼容多個局部線圈，通常的做法是增加接口數(shù)目或者用使用控制總線技術(shù)，將上層命令發(fā)送給解碼器，解碼器根據(jù)命令內(nèi)容，控制相應(yīng)的射頻開關(guān)切換，以上方法的缺陷就是磁共振成像系統(tǒng)的成本增加，對于原有的接口數(shù)量不足的磁共振成像系統(tǒng)，不容易升級到多個接口 ；而使用控制總線的方法，需要修改軟件；同時磁共振成像系統(tǒng)需要具有對應(yīng)的控制線，而且會引入時鐘信號，容易對磁共振成像系統(tǒng)產(chǎn)生干擾。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明實施例的目的在于提供一種適配器，該適配器可以使磁共振成像系統(tǒng)在不改變?nèi)魏斡布那闆r下增加射頻通道數(shù)，一個接口兼容多個線圈，而且不需要定義復(fù)雜的通訊協(xié)議，利用磁共振成像系統(tǒng)的接口當前本身具有的調(diào)諧/失諧信號就可以實現(xiàn)各個線圈的輸入信號的切換。
[0006]本發(fā)明實施例提供的適配器包括，一控制電路、一控制信號接口，一個第一輸入信號接口和一個第二輸入信號接口，一個第一輸出信號接口，所述控制信號接口接收調(diào)諧/失諧信號，所述控制電路根據(jù)所述調(diào)諧/失諧信號將所述第一輸入信號接口和所述第二輸入信號接口切換與所述第一輸出信號接口導(dǎo)通。
[0007]在本發(fā)明的一種實施方式中，所述適配器進一步包括一個第二輸出信號接口，所述控制電路根據(jù)所述調(diào)諧/失諧信號將所述第一輸入信號接口和所述第二輸入信號接口切換與所述第一輸出信號接口和所述第二輸出信號接口導(dǎo)通。
[0008]在本發(fā)明的一種實施方式中，所述控制電路包括一第一二極管、一第二二極管、一第三二極管和一第四二極管，其中所述第一二極管和所述第二二極管的陰極與所述第一輸入信號接口連接，所述第三二極管和所述第四二極管的陽極與所述第二輸入信號接口連接，所述第一二極管的陽極和所述第四二極管的陰極與所述第二輸出信號接口連接，所述第二二極管的陽極和所述第三二極管的陰極與所述控制信號接口和所述第一輸出信號接口連接。
[0009]在本發(fā)明的一種實施方式中，所述第二輸出信號接口接地。
[0010]在本發(fā)明的一種實施方式中，所述第一二極管、所述第二二極管、所述第三二極管和所述第四二極管分別與一保護電路并聯(lián)。
[0011]在本發(fā)明的一種實施方式中，所述保護電路包括串聯(lián)的一電阻和一電感。
[0012]在本發(fā)明的一種實施方式中，所述控制電路包括一第一二極管、一第二二極管、一第三二極管、一第四二極管、一第五二極管和一第六二極管，其中所述第一二極管和所述第二二極管的陽極與所述控制信號接口連接，所述第一二極管的陰極與所述第三二極管的陰極和所述第一輸入信號接口與所述第六二極管的陽極連接，所述第二二極管的陰極與所述第四二極管的陰極和所述第二輸入信號接口與所述第五二極管的陽極連接，所述第三三極管的陽極和所述第五二極管的陰極與所述第一輸出信號接口連接，所述第四三極管的陽極和所述第六二極管的陰極與所述第二輸出信號接口連接。
[0013]本發(fā)明實施例提供的磁共振成像系統(tǒng)，包括上述任一適配器。
[0014]本發(fā)明實施例提供的線圈，包括上述任一適配器。
[0015]本發(fā)明實施例提供的磁共振成像系統(tǒng)，包括上述線圈。
[0016]可以看出，本發(fā)明的具體實施例可以使磁共振成像系統(tǒng)在不改變?nèi)魏斡布那闆r下增加射頻通道數(shù)，一個接口兼容多個線圈，而且不需要定義復(fù)雜的通訊協(xié)議，利用磁共振成像系統(tǒng)的接口當前本身具有的調(diào)諧/失諧信號就可以實現(xiàn)各個線圈的輸入信號的切換，因此大幅度簡化了系統(tǒng)結(jié)構(gòu)以及更新成本?！緦＠綀D】

【附圖說明】
[0017]圖1是根據(jù)本發(fā)明的第一具體實施例的適配器的原理示意圖。
[0018]圖2是根據(jù)本發(fā)明的第一具體實施例的適配器的控制電路的電路圖。
[0019]圖3是根據(jù)本發(fā)明的第二具體實施例的適配器的原理示意圖。
[0020]圖4是根據(jù)本發(fā)明的第二具體實施例的適配器的控制電路的電路圖。
[0021]圖5是將根據(jù)本發(fā)明的第一具體實施例和第二具體實施例的適配器用于磁共振成像系統(tǒng)的示意圖。
【具體實施方式】
[0022]為了使本發(fā)明實施例的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點更加清楚，以下舉例對本發(fā)明實施例進行進一步的詳細說明。
[0023]為了解決【背景技術(shù)】中提出的問題，本發(fā)明提出了一種適配器，該適配器的核心在于應(yīng)用磁共振成像系統(tǒng)自身的調(diào)諧/失諧信號來控制射頻開關(guān)的方法，通過該射頻開關(guān)控制適配器實現(xiàn)一個接頭上面同接入多個線圈，級連的各個線圈的射頻輸出通過開關(guān)切換，輪流輸出到系統(tǒng)，這樣便可以在通道有限的系統(tǒng)上面實現(xiàn)多通道系統(tǒng)的功能，而且由于利用了現(xiàn)有的調(diào)諧/失諧信號，不需要對原來的磁共振成像系統(tǒng)做任何更改，只需要將射頻開關(guān)集成到適配器或者線圈中。
[0024]第一具體實施例
[0025]圖1是根據(jù)本發(fā)明的第一具體實施例的適配器的原理示意圖。根據(jù)本發(fā)明的第一具體實施例的適配器需要使用磁共振成像系統(tǒng)本身的調(diào)諧/失諧信號來進行射頻開關(guān)的切換，如圖1所示，根據(jù)本發(fā)明的第一具體實施例的適配器包括控制電路RF_Switchl、控制信號接口 T/D_control，第一輸入信號接口 RX_inl和第二輸入信號接口 RX_in2，第一輸出信號接口 RX_outl和第二輸出信號接口 GND。其中，所述控制信號接口 T/D_control接收調(diào)諧/失諧信號，所述控制電路RF_Switchl根據(jù)所述調(diào)諧/失諧信號將所述第一輸入信號接口 RX_inl和所述第二輸入信號接口 RX_in2切換與所述第一輸出信號接口 RX_outl導(dǎo)通。
[0026]具體到磁共振成像系統(tǒng)而言，根據(jù)本發(fā)明的第一具體實施例的適配器包括一個射頻信號輸出接口，兩個射頻信號輸入接口，射頻信號輸出接口通過調(diào)諧/失諧信號來選擇兩個射頻信號輸入接口之一。當其中一個射頻信號輸入接口接通射頻信號輸出接口時，另一射頻信號輸入接口與50歐姆電阻相通進而接地。
[0027]圖2是根據(jù)本發(fā)明的第一具體實施例的適配器的控制電路的電路圖。如圖2所示，控制電路RF_Switchl包括第一二極管V1、第二二極管V2、第三二極管V4和第四二極管V5，其中第一二極管Vl和第二二極管V2的陰極與第一輸入信號接口 RX_inl連接，第三二極管V4和第四二極管V5的陽極與第二輸入信號接口 RX_in2連接，第一二極管Vl的陽極和第四二極管V5的陰極與第二輸出信號接口 GND連接進而接地，第二二極管V2的陽極和第三二極管V4的陰極與控制信號接口 Clt_S和第一輸出信號接口連接RX_outl。
[0028]在根據(jù)本發(fā)明的第一具體實施例中，第二輸出信號接口 GND接地，但是第二輸出信號接口 GND還可以與磁共振成像系統(tǒng)的其他部件連接從而提供相應(yīng)的輸出信號。第一二極管V1、第二二極管V2、第三二極管V4和第四二極管V5分別與保護電路并聯(lián)，其中，保護電路包括串聯(lián)的電阻和電感。[0029]從工作原理角度而言，如圖2所示，對于根據(jù)本發(fā)明的第一具體實施例來說，如果調(diào)諧/失諧控制信號Clt_s處于IOOmA狀態(tài)，那么第二二極管V2和第四二極管V5導(dǎo)通，第一二極管Vl和第三二極管V4截止，磁共振信號可以通過第一輸入信號接口 RF_Inl傳輸?shù)降谝惠敵鲂盘柦涌?RF_out輸出，而第二輸入信號接口 RF_In2通過導(dǎo)通的第四二極管V5短路到50歐姆；如果調(diào)諧/失諧控制信號Clt_S處于-30V狀態(tài)，那么第二二極管V2和第四二極管V5截止，第一二極管Vl和第三二極管V4截止，磁共振信號可以通過第二輸入信號接口 RF_In2傳輸?shù)降谝惠敵鲂盘柦涌?RF_out輸出，而第一輸入信號接口 RF_Inl通過導(dǎo)通的第一二極管Vl短路到50歐姆。
[0030]第二具體實施例
[0031]圖3是根據(jù)本發(fā)明的第二具體實施例的適配器的原理示意圖。根據(jù)本發(fā)明的第二具體實施例的適配器需要使用磁共振成像系統(tǒng)本身的調(diào)諧/失諧信號來進行射頻開關(guān)的切換，如圖3所示，根據(jù)本發(fā)明的第一具體實施例的適配器包括控制電路RF_Switch2、控制信號接口 T/D_control，第一輸入信號接口 RX_inl和第二輸入信號接口 RX_in2，第一輸出信號接口 RX_outl和第二輸出信號接口 RX_out2。其中，所述控制信號接口 T/D_control接收調(diào)諧/失諧信號，所述控制電路RF_Switchl根據(jù)所述調(diào)諧/失諧信號將所述第一輸入信號接口 RX_inl和所述第二輸入信號接口 RX_in2切換與所述第一輸出信號接口 RX_outl和第二輸出信號接口 RX_out2導(dǎo)通。
[0032]具體到磁共振成像系統(tǒng)而言，根據(jù)本發(fā)明的第二具體實施例的適配器包括兩個射頻信號輸出接口，兩個射頻信號輸入接口，兩個射頻信號輸出接口通過調(diào)諧/失諧信號來選擇兩個射頻信號輸入接口。當其中一個射頻信號輸入接口接通一個射頻信號輸出接口時，另一射頻信號輸入接口與另一射頻信號輸出接口。
[0033]圖4是根據(jù)本發(fā)明的第二具體實施例的適配器的控制電路的電路圖。如圖4所示，控制電路RF_Switch2包括所述控制電路包括第一二極管V15、第二二極管V16、第三二極管V7、第四二極管V10、第五二極管V8和第六二極管V9，其中所述第一二極管V15和所述第二二極管V16的陽極與所述控制信號接口 Clt_S連接，所述第一二極管V15的陰極與所述第三二極V7管的陰極和所述第一輸入信號接口 RX_inl與所述第六二極管V9的陽極連接，所述第二二極管V16的陰極與所述第四二極管VlO的陰極和所述第二輸入信號接口RX_in2與所述第五二極管V8的陽極連接，所述第三三極管V7的陽極和所述第五二極管V8的陰極與所述第一輸出信號接口 RX_outl連接，所述第四三極管的陽極和所述第六二極管的陰極與所述第二輸出信號接口 RX_out2連接。
[0034]從工作原理角度而言，如圖4所示，對于根據(jù)本發(fā)明的第二具體實施例來說，如果調(diào)諧/失諧信號Clt_s處于IOOmA狀態(tài)，那么二極管V16、V8、V15、V9導(dǎo)通，二極管V7、VlO截止，磁共振信號可以通過第一輸入信號接口 RX_inl傳輸?shù)降诙敵鲂盘柦涌?RX_out2輸出，而第二輸入信號接口 RX_in2的信號通過第一輸出信號接口 RX_outl輸出；如果調(diào)諧/失諧信號Clt_S處于-30V狀態(tài)，那么二極管V7、V10導(dǎo)通，二極管V16、V8、V15、V9截止，磁共振信號可以通過第一輸入信號接口 RX_inl傳輸?shù)降谝惠敵鲂盘柦涌?RX_outl輸出，而第二輸入信號接口 RX_in2的信號通過第二輸出信號接口 RX_out2端口輸出。
[0035]根據(jù)本發(fā)明的第一具體實施例和第二具體實施例，本發(fā)明可以使磁共振成像系統(tǒng)在不改變?nèi)魏斡布那闆r下增加射頻通道數(shù)，一個接口兼容多個線圈，而且不需要定義復(fù)雜的通訊協(xié)議，利用磁共振成像系統(tǒng)的接口當前本身具有的調(diào)諧/失諧信號就可以實現(xiàn)各個線圈的輸入信號的切換，因此大幅度簡化了系統(tǒng)結(jié)構(gòu)以及更新成本。
[0036]圖5是將根據(jù)本發(fā)明的第一具體實施例和第二具體實施例的適配器用于磁共振成像系統(tǒng)的示意圖。當?shù)谝痪€圈Coil_A和第二線圈Coil_B同時插到磁共振成像系統(tǒng)的接口 Plug_Rl上時,如果磁共振成像系統(tǒng)掃描應(yīng)用第一線圈Coil_A,第一適配器RFswitchl_2根據(jù)調(diào)諧/失諧信號控制磁共振信號從第一輸入信號接口 RX_inl輸入，由此實現(xiàn)第一線圈Coil_A的選擇應(yīng)用；如果磁共振成像系統(tǒng)應(yīng)用第二線圈Coil_B，調(diào)諧/失諧信號切換狀態(tài)，使得第一適配器RF switchl_2根據(jù)調(diào)諧/失諧信號控制磁共振信號從第二輸入信號接口RX_in2輸入，從而實現(xiàn)第二線圈Coil_B的選擇應(yīng)用。同時，第二適配器RF switch2_2的作用在于了解決有方向性問題線圈(如體矩陣線圈等)的應(yīng)用，即，將不同輸入信號輸入至不同輸出接口得到的數(shù)據(jù)不同，第二適配器RF switch2_2可以自動切換輸入信號輸入的輸出接口，從而避免手動切換。
[0037]以上所述，僅為本發(fā)明的較佳實施例而已，并非用于限定本發(fā)明的保護范圍。在具體的實施過程中可對根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實施例進行適當?shù)母倪M，以適應(yīng)具體情況的具體需要。因此可以理解，本文所述的本發(fā)明的【具體實施方式】只是起示范作用，并不用以限制本發(fā)明的保護范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種適配器，包括，一控制電路、一控制信號接口，一個第一輸入信號接口和一個第二輸入信號接口，一個第一輸出信號接口，所述控制信號接口接收調(diào)諧/失諧信號，所述控制電路根據(jù)所述調(diào)諧/失諧信號將所述第一輸入信號接口和所述第二輸入信號接口切換與所述第一輸出信號接口導(dǎo)通。
2.如權(quán)利要求1所述的適配器，其特征在于，所述適配器進一步包括一個第二輸出信號接口，所述控制電路根據(jù)所述調(diào)諧/失諧信號將所述第一輸入信號接口和所述第二輸入信號接口切換與所述第一輸出信號接口和所述第二輸出信號接口導(dǎo)通。
3.如權(quán)利要求2所述的適配器，其特征在于，所述第二輸出信號接口接地。
4.如權(quán)利要求2所述的適配器，其特征在于，所述控制電路包括一第一二極管、一第二二極管、一第三二極管和一第四二極管，其中所述第一二極管和所述第二二極管的陰極與所述第一輸入信號接口連接，所述第三二極管和所述第四二極管的陽極與所述第二輸入信號接口連接，所述第一二極管的陽極和所述第四二極管的陰極與所述第二輸出信號接口連接，所述第二二極管的陽極和所述第三二極管的陰極與所述控制信號接口和所述第一輸出信號接口連接。
5.如權(quán)利要求4所述的適配器，其特征在于，所述第一二極管、所述第二二極管、所述第三二極管和所述第四二極管分別與一保護電路并聯(lián)。
6.如權(quán)利要求5所述的適配器，其特征在于，所述保護電路包括串聯(lián)的一電阻和一電感。
7.如權(quán)利要求2所述的適配器，其特征在于，所述控制電路包括一第一二極管、一第二二極管、一第三二極管、一第四二極管、一第五二極管和一第六二極管，其中所述第一二極管和所述第二二極管的陽極與所述控制信號接口連接，所述第一二極管的陰極與所述第三二極管的陰極和所述第一輸入信號接口與所述第六二極管的陽極連接，所述第二二極管的陰極與所述第四二極管的陰極和所述第二輸入信號接口與所述第五二極管的陽極連接，所述第三三極管的陽極和所述第五二極管的陰極與所述第一輸出信號接口連接，所述第四三極管的陽極和所述第六二極管的陰極與所述第二輸出信號接口連接。
8.—種磁共振成像系統(tǒng)，其特征在于，包括權(quán)利要求1-7任一所述的適配器。
9.一種用于磁共振成像系統(tǒng)的線圈，其特征在于，包括如權(quán)利要求1-7中任一所述的適配器。
10.一種磁共振成像系統(tǒng)，其特征在于，包括權(quán)利要求9所述的線圈。
【文檔編號】G01R33/36GK103885011SQ201210555182
【公開日】2014年6月25日 申請日期:2012年12月20日 優(yōu)先權(quán)日:2012年12月20日
【發(fā)明者】譚嘉恒, 佟瞳, 李文明, 陳燕紅 申請人:西門子(深圳)磁共振有限公司