Устройства и кабельное соединение для использования в многорезонансной системе магнитного резонанса

Авторы патента:


Устройства и кабельное соединение для использования в многорезонансной системе магнитного резонанса
Устройства и кабельное соединение для использования в многорезонансной системе магнитного резонанса
Устройства и кабельное соединение для использования в многорезонансной системе магнитного резонанса
Устройства и кабельное соединение для использования в многорезонансной системе магнитного резонанса
Устройства и кабельное соединение для использования в многорезонансной системе магнитного резонанса
Устройства и кабельное соединение для использования в многорезонансной системе магнитного резонанса
Устройства и кабельное соединение для использования в многорезонансной системе магнитного резонанса
Устройства и кабельное соединение для использования в многорезонансной системе магнитного резонанса
Устройства и кабельное соединение для использования в многорезонансной системе магнитного резонанса
Устройства и кабельное соединение для использования в многорезонансной системе магнитного резонанса
Устройства и кабельное соединение для использования в многорезонансной системе магнитного резонанса
Устройства и кабельное соединение для использования в многорезонансной системе магнитного резонанса
Устройства и кабельное соединение для использования в многорезонансной системе магнитного резонанса
Устройства и кабельное соединение для использования в многорезонансной системе магнитного резонанса
Устройства и кабельное соединение для использования в многорезонансной системе магнитного резонанса
Устройства и кабельное соединение для использования в многорезонансной системе магнитного резонанса
Устройства и кабельное соединение для использования в многорезонансной системе магнитного резонанса
Устройства и кабельное соединение для использования в многорезонансной системе магнитного резонанса

 


Владельцы патента RU 2524447:

КОНИНКЛЕЙКЕ ФИЛИПС ЭЛЕКТРОНИКС Н.В. (NL)

Использование: для формирования изображений посредством магнитного резонанса. Сущность изобретения заключается в том, что устройство для использования в системе магнитного резонанса содержит оперативный компонент (22, 26), выполненный с возможностью осуществления полезной операции в системе магнитного резонанса; электрический кабель (24, 28), соединенный с оперативным компонентом, чтобы обеспечить электрическую связь с оперативным компонентом; и резонансный контур (30, 32), содержащий по меньшей мере часть электрического кабеля, причем резонансный контур имеет первый полюс импеданса на первой частоте магнитного резонанса и второй полюс импеданса на второй частоте магнитного резонанса, отличной от первой частоты магнитного резонанса. Технический результат: обеспечение возможности безопасного и надежного формирования изображений в многорезонансных системах магнитного резонанса. 4 н. и 11 з.п. ф-лы, 13 ил.

 

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ, К КОТОРОЙ ОТНОСИТСЯ ИЗОБРЕТЕНИЕ

Нижеследующее относится к области магнитного резонанса, области формирования изображений магнитного резонанса, области спектроскопии магнитного резонанса, области формирования изображений в медицине и спектроскопии магнитного резонанса, и к связанным с ними областям.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

Способы магнитного резонанса (МР) для медицинского применения, такие как функциональное формирование изображений МР (fMRI), спектроскопия МР, количественное формирование изображений или картирование МР и так далее, могут извлечь пользу от осуществления возбуждения магнитного резонанса на нескольких частотах магнитного резонанса. Например, многоядерное формирование изображений одного или нескольких не-1H резонансов, таких как ядерный магнитный резонанс 31P, ядерный магнитный резонанс 19F, ядерный магнитный резонанс 13C, ядерный магнитный резонанс 23Na, ядерный магнитный резонанс 17O и так далее, может выявлять карту химического распределения, из которой можно получить информацию о метаболизме и биологическом функционировании.

Существующие системы МР, как правило, выполнены с возможностью формирования изображений ядерного магнитного резонанса 1H. Компоненты, такие как радиочастотные принимающие катушки, катетеры или другие интервенционные инструменты, спроектированные для использования в интервенционных процедурах под наблюдением посредством формирования изображений МР, и так далее, спроектированы с соблюдением безопасности и надежности в условиях радиочастотного возбуждения ядерного магнитного резонанса 1H. Например, компоненты, которые содержат электропроводные части или подключенные к электрическому кабельному соединения, спроектированы так, чтобы подавлять естественный резонанс, совпадающий с ядерным магнитным резонансом 1H. Однако эти устройства могут быть небезопасными для применения в многоядерном магнитном резонансе.

В документе WO 2007/047966 представлено несколько разнесенных сегментов контура с высоким импедансом, которые выполнены так, чтобы иметь высокий импеданс в высоком диапазоне радиочастот и низкий импеданс в низком диапазоне частот. Как описано в документе WO 2007/047966, сегменты контура с высоким импедансом могут содержать совместно навитые катушки индуктивности и могут снижать, блокировать или подавлять РЧ передачу вдоль системы проводников во время воздействия РЧ, связанных с системами МРТ с магнитами высокоуровневых магнитных полей, при этом допуская прохождение низкочастотных физиологических сигналов, воздействий и/или сигналов возбуждения. Согласно документу WO 2007/047966, этой цели можно достичь посредством катетера для использования в основанных на магнитном резонансе интервенционных процедурах, который имеет электрический кабель, который соединяет первый электрический компонент, прикрепленный к одному концу катетера, со вторым электрическим компонентом, прикрепленным к другому концу катетера, на котором электрический кабель навит по меньшей мере участками.

В документе US 2008/0033281 A1 описан компактный катетер, который можно безопасно использовать в основанных на магнитном резонансе интервенционных процедурах. Согласно этому документу, посредством спиральной конструкции электрического кабеля, индуктивность электрического кабеля можно повысить простым и компактным образом. В результате можно добиться высокой индуктивности даже в сравнительно тонких катетерах, которые используют для исследования сосудистой системы. Таким образом, если радиочастотный импульс МР оборудования индуцирует ток радиочастоты в электрическом кабеле, то этот ток радиочастоты может поглощаться до такой степени, что качество изображения при формировании изображений МР не ухудшится существенным образом.

РАСКРЫТИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

В соответствии с определенными иллюстративными вариантами осуществления, изображенными и описанными в качестве примеров в настоящем документе, описано устройство для использования в системе магнитного резонанса, причем устройство содержит: оперативный компонент, выполненный с возможностью осуществлять полезную операцию в системе магнитного резонанса; электрический кабель, подключенный к оперативному компоненту для обеспечения электрической связи с оперативным компонентом; и резонансный контур, содержащий по меньшей мере часть электрического кабеля, причем резонансный контур имеет первый полюс импеданса на первой частоте магнитного резонанса и второй полюс импеданса на второй частоте магнитного резонанса, отличной от первой частоты магнитного резонанса.

В соответствии с определенными иллюстративными вариантами осуществления, изображенными и описанными в качестве примеров в настоящем документе, описана система магнитного резонанса, которая содержит сканер магнитного резонанса и устройство, как изложено непосредственно в предыдущем абзаце.

Одно преимущество заключается в предоставлении безопасных и надежных компонентов для использования в многорезонансных МР применениях.

Другое преимущество заключается в облегчении многоядерного формирования изображений, спектроскопии магнитного резонанса и так далее.

Специалистам в данной области техники будут понятны дополнительные преимущества на основе изучения изложенного ниже подробного описания.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

Чертежи приведены только с целью иллюстрирования предпочтительных вариантов осуществления, и их не следует толковать как ограничивающие изобретение. Соответствующие номера позиций, используемые на различных чертежах, обозначают соответствующие элементы на этих чертежах.

На фиг.1 схематично изображена система магнитного резонанса.

На фиг.2-13 проиллюстрированы различные варианты осуществления резонансного контура, которые пригодны для использования в качестве резонансных контуров, изображенных на фиг.1.

ОСУЩЕСТВЛЕНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Как показано на фиг.1, система формирования изображений содержит сканер магнитного резонанса (МР) 10, такой как изображенный сканер магнитного резонанса Achieva™ (доступный от компании Koninklijke Philips Electronics N.V., Eindhoven, The Netherlands), или сканер магнитного резонанса Intera или Panorama (также доступные от компании Koninklijke Philips Electronics N.V.), или другой коммерчески доступный сканер магнитного резонанса или некоммерческий сканер магнитного резонанса и так далее. В примерном варианте осуществления сканер магнитного резонанса содержит внутренние компоненты (не показаны), такие как сверхпроводящий или основной резистивный магнит, который генерирует статическое (B0) магнитное поле, наборы обмоток катушек градиентов магнитного поля для наложения выбранных градиентов магнитного поля на статическое магнитное поле, и так далее. Сканером 10 МР управляет блок 12 управления МР для возбуждения и пространственного кодирования данных магнитного резонанса, которые реконструируют посредством блока 14 реконструкции для формирования одного или нескольких изображений магнитного резонанса объекта исследования, расположенного в области сканирования (FOV) сканера 10 МР. Реконструированные изображения удобным образом хранят в памяти 16 изображений, отображают на дисплее 18 компьютера 20 или используют иным образом. В спектроскопических применениях выделяют спектроскопические характеристики полученных данных магнитного резонанса (снова, необязательно, включая пространственное кодирование), чтобы получить химическую информацию или другую информацию об объекте исследования. В проиллюстрированном варианте осуществления компоненты 12, 14, 16 обработки и памяти реализованы в цифровом процессоре и запоминающем устройстве (не показано) проиллюстрированного компьютера 20. В других вариантах осуществления эти компоненты можно реализовать различными способами посредством одного или нескольких специализированных цифровых или ASIC контроллеров или компонентов обработки данных.

Система магнитного резонанса содержит радиочастотную систему для возбуждения магнитного резонанса на одной или нескольких выбранных частотах магнитного резонанса и для детектирования сигналов возбужденного магнитного резонанса. Проиллюстрированная система содержит примерную петлевую локальную радиочастотную катушку 22, которая подключена к блоку 12 управления МР посредством электрического кабеля 24, который типично представляет собой коаксиальный или триаксиальный кабель, чтобы обеспечить радиочастотное экранирование. Электрический кабель 24 обеспечивает электрическую связь с радиочастотной катушкой 22, например, представляя собой по меньшей мере одно из радиочастотного проводника мощности и радиочастотного проводника сигнала. Проиллюстрированная петлевая катушка 22 является примерной, и следует понимать, что радиочастотная система может содержать радиочастотные катушки различных конфигураций, такие как катушки «птичья клетка», поперечные электромагнитные (TEM) катушки и так далее, и может содержать радиочастотные катушки различных размеров и анатомических структур, такие как катушки для всего тела, катушки для головы, катушки для конечностей и так далее. Кроме того, следует понимать, что катушки могут содержать только передающие катушки, только принимающие катушки, приемопередающие (T/R) катушки или различные их сочетания. В некоторых вариантах осуществления одну катушку можно использовать для операций и передачи и получения, тогда как в некоторых других вариантах осуществления катушку для всего тела можно использовать в качестве передатчика, а массив из нескольких принимающих катушек (например, из четырех, восьми, двенадцати, шестнадцать или более принимающих катушек) можно использовать для приема магнитного резонанса, тогда как в некоторых других вариантах осуществления можно использовать массив из нескольких приемопередающих (T/R) катушек (например, из четырех, восьми, двенадцати, шестнадцати или более T/R катушек) для операций и передачи и приема. В случае массива катушек, проиллюстрированный электрический кабель 24 содержит несколько электрических кабелей, соединенных с несколькими радиочастотными катушками в массиве. Также следует понимать, что примерная радиочастотная катушка 22 изображена расположенной за пределами канала сканера 10 МР (и таким образом за пределами FOV МР) для удобства иллюстрирования, а при работе радиочастотную катушку 22 помещают в канал сканера 10 МР, такое перемещение катушки 22 возможно за счет гибкости электрического кабеля 24. В радиочастотных катушках некоторых типов, таких как катушки для всего тела, постоянно или полупостоянно установленных в канале сканера 10 МР, соединяющий электрический кабель может быть более жестким.

Примерная радиочастотная катушка 22 с проиллюстрированным электрическим кабелем 24 для обеспечения электрической связи с катушкой 22 является иллюстративным примером оперативного компонента, выполненного с возможностью осуществления полезной операции (т.е. целевой операции) в системе магнитного резонанса. В зависимости от применения в магнитном резонансе, можно предусмотреть и другие оперативные компоненты, которые выполнены с возможностью осуществления полезной операции в системе магнитного резонанса. В качестве иллюстративного примера показанный вариант осуществления дополнительно содержит интервенционный инструмент 26, такой как катетер, игла для биопсии и так далее. Электрический кабель 28 подключен к интервенционному инструменту 26, чтобы обеспечить электрическую связь с интервенционным инструментом 26. Например, электрический кабель 28 может представлять собой проводник мощности, проводник сигнала и так далее. На фиг.1 проиллюстрирована только часть электрического кабеля 28, расположенная близко к интервенционному инструменту 26, но следует понимать, что периферийный конец электрического кабеля 28 подключен к подходящему источнику питания, устройству обработки сигнала и так далее.

Систему магнитного резонанса с фиг.1 можно использовать в качестве многорезонансной системы магнитного резонанса. То есть, систему магнитного резонанса с фиг.1 можно выполнить с возможностью возбуждать и принимать магнитный резонанс на двух или более различных частотах магнитного резонанса, например, на частоте магнитного резонанса 1H и на второй частоте магнитного резонанса, выбранной из группы, состоящей из ядерного магнитного 31P, ядерного магнитного резонанса 19F, ядерного магнитного резонанса 13C, ядерного магнитного резонанса 23Na и ядерного магнитного резонанса 17O. В общем, систему магнитного резонанса с фиг.1 можно выполнить с возможностью возбуждать и принимать магнитный резонанс на различных частотах магнитного резонанса, включая первую частоту магнитного резонанса и второй магнитный резонанс, отличный от первой частоты магнитного резонанса. Во время фазы возбуждения в получении данных магнитного резонанса, радиочастотная система вводит радиочастотную энергию на частоте магнитного резонанса или частотах, которые типично известны в данной области техники, в виде передающего поля «B1». Возбуждающее поле B1, в основном, может индуцировать электрический ток на частоте или частотах магнитного резонанса в электрически проводящих компонентах внутри возбуждающего поля B1. Электрически проводящие компоненты в возбуждающем поле B1 включают в себя проиллюстрированные примерные оперативные компоненты 22, 26, которые выполнены с возможностью осуществления полезной операции в системе магнитного резонанса, и электрические кабели 24, 28, подключенные к соответствующим оперативным компонентам 22, 26, чтобы обеспечивать электрическую связь с соответствующими оперативными компонентами 22, 26.

Также, как показано на фиг.1, резонансный контур 30 содержит по меньшей мере часть электрического кабеля 24. Резонансный контур 30 имеет первый полюс импеданса на первой частоте магнитного резонанса, возбуждаемой системой МР, и имеет второй полюс импеданса на второй частоте магнитного резонанса, возбуждаемой системой МР, которая отличается от первой частоты магнитного резонанса. Например, если система МР выполнена с возможностью возбуждать магнитный резонанс на таких частотах ядерного магнитного резонанса как 1H и 13C, то резонансный контур 30 удобным образом имеет полюсы импеданса на обеих частотах ядерного магнитного резонанса 1H и 13C. Фраза «первый полюс импеданса на первой частоте магнитного резонанса» обозначает, что резонансный контур 30 выдает высокий импеданс электрическому току на первой частоте магнитного резонанса. Аналогичным образом, фраза «второй полюс импеданса на второй частоте магнитного резонанса» обозначает, что резонансный контур 30 выдает высокий импеданс электрическому току на второй частоте магнитного резонанса.

Аналогичным образом, резонансный контур 32 содержит по меньшей мере часть электрического кабеля 28. Резонансный контур 32 имеет первый полюс импеданса на первой частоте магнитного резонанса, возбуждаемой системой МР, и имеет второй полюс импеданса на второй частоте магнитного резонанса, возбуждаемой системой МР. По причине содержания резонансных контуров 30, 32, возбуждающее поле B1 на первой и/или второй частоте магнитного резонанса не индуцирует существенный электрический ток на частоте магнитного резонанса в кабелях 24, 28. Точнее, течение такого индуцированного электрического тока по существу блокируется высоким импедансом, который дают первый и второй полюсы импеданса резонансных контуров 30, 32. Таким образом, оперативные компоненты 22, 26 и соответствующие электрические кабели 24, 28 получаются безопасными для использования в многоядерной системе МР по фиг.1.

Со ссылкой на фиг.2-13, описаны некоторые иллюстративные резонансные контуры, пригодные для использования в качестве резонансных контуров 30, 32.

На фиг.2 представлен резонансный контур 34, в котором импеданс 36 сформирован последовательным соединением катушки индуктивности Ls и емкости Cs, и который размещен параллельно с импедансом 38, сформированным емкостью Cp. Элементы Ls, Cs и Cp представлены в виде отдельных или точечных элементов, но также могут быть реализованы в виде распределенных элементов. Общий импеданс всего последовательно-параллельного резонансного контура 34 с фиг.2 обозначают как Zp, и его можно представить в форме:

где ω = 2πf представляет собой частоту в радианах, соответствующую частоте f в герцах, а параметры ωp и ωs определены импедансами Ls, Cs и Cp. Резонансный контур 34 имеет полюс импеданса на частоте ωp и нулевой импеданс на ωs.

На Фиг.3 представлен резонансный контур 34 с фиг.2, размещенный параллельно с частью электрического кабеля 24, или электрический кабель 28, обладающий индуктивным импедансом Lcable. То есть часть электрического кабеля, обладающая импедансом Lcable, представляет собой часть электрического кабеля 24 или часть электрического кабеля 28 с фиг.1. Резонансный контур с фиг.3 задается резонансным контуром 34 и частью электрического кабеля, обладающего индуктивностью Lcable, и представляет собой подходящий вариант осуществления любого из резонансных контуров 30, 32, схематически представленных на фиг.1. Резонансный контур с фиг.3 резонирует, когда Lcable равняется Zp*, где Zp* представляет собой комплексно сопряженное число импеданса Zp резонансного контура 34. Следовательно, подбирая импедансы Ls, Cs, и Cp для выбора полюса импеданса ωp и нулевого импеданса ωs для импеданса Zp, резонансный контур с фиг.3 можно настроить так, чтобы обеспечить полюсы импеданса на двух различных частотах магнитного резонанса. Обозначив две различные частоты магнитного резонанса как ω1, ω2, где ω1≠ω2, подобранные импедансы определяются следующими выражениями:

Типично, индуктивность электрического кабеля Lcable находится в диапазоне 300-600 нГн. Значения компонентов Ls, Cs, Cp для резонансного контура с фиг.3 можно вычислить, используя уравнения (2)-(4). Для практического осуществления, индуктивность Ls типично составляет приблизительно 50-300 нГн, а емкости Cs, Cp типично находятся в диапазоне приблизительно 5-100 пФ. Для значений в этих диапазонах, как правило, доступны сосредоточенные катушки индуктивности и конденсаторы с малым допуском.

Сосредоточенные элементы Ls, Cs, Cp можно заменить или перемешать с распределенными элементами, например, реализованными в виде линий передачи (не показано). Например, можно использовать четвертьволновую линию передачи, оканчивающуюся разомкнутым соединением, что обеспечивает нулевой импеданс на частоте резонанса, вместо последовательного резонансного контура 36, сформированного последовательным соединением Ls, Cs. Такая компоновка может быть удобной, например, в интервенционном инструменте 26, где линию передачи можно удобно интегрировать в просвет вытянутого катетера или другого вытянутого интервенционного инструмента.

При резонансе мощные токи радиочастоты могут течь в резонансных контурах 30, 32; таким образом, следует выбирать элементы импеданса Ls, Cs, Cp (или функционально эквивалентные распределенные элементы, такие как линии передачи) с низкими потерями и управлением мощным током радиочастоты.

Как показано на фиг.4, если число захватываемых частот магнитного резонанса больше двух, то можно использовать тройной резонансный контур. В иллюстративном примере на фиг.4 резонансный контур 34 с фиг.2 размещен последовательно с параллельным резонансным контуром, содержащим параллельную комбинацию индуктивности L3 и емкости C3. Резонансный контур с фиг.4 удобным образом подключается параллельно к части электрического кабеля с индуктивностью Lcable, а дополнительные параметры L3, C3 подбирают в соответствии с условием резонанса:

Со ссылкой на фиг.5, описан другой подходящий вариант осуществления резонансного контура, который содержит тороидальную катушку индуктивности 40, определяющую импеданс Lcable части электрического кабеля. Тороидальная катушка индуктивности соединена параллельно с контуром 34 с фиг.2, который обладает низким нулем импеданса на более низкой частоте и высоким полюсом импеданса на более высокой частоте. Таким образом, кабель имеет точку высокого импеданса в месте тороидальной катушки индуктивности 40 на двух частотах. Преимущество компоновки с фиг.5 состоит в том, что тороидальную катушку индуктивности 40 можно сконструировать так, чтобы задавать индуктивность Lcable с высокой точностью. Тороидальную катушку индуктивности 40 можно реализовать в виде физической катушки, намотанной вокруг ферромагнитного или воздушного сердечника, как показано, или можно реализовать в виде полосковой катушки, сформированной на печатной плате (см. фиг.6). Электрический кабель 24 или электрический кабель 28 представляет собой удобный полужесткий коаксиальный кабель, в котором наружное экранирование подключено к контуру, представленному на фиг.5.

На фиг.6 представлена физическая реализация резонансного контура с фиг.3, в которой катушки индуктивности Ls, Lcable реализованы в виде полосок на печатной плате 50, а конденсаторы Cp, Cs также сформированы на печатной плате. В полосковом двойном резонансном контуре, представленном на фиг.6, коаксиальный кабель подключен к точкам (1, 2) так, чтобы спиральная полоска 52 задавала часть электрического кабеля, обладающего индуктивностью Lcable, тогда как соединительные контакты для полосковой катушки индуктивности 54, задающей индуктивность Ls, были расположены в точках (3, 4). Соединение компонентов осуществляют посредством другого слоя печатной платы (не показано). Контур на фиг.6 реализован в виде многополосковой топологии с земляным слоем (не показано).

На фиг.7 представлен вариант осуществления резонансного контура, в котором электрический кабель 24 или электрический кабель 28 электрически соединяет последовательно (i) первый резонансный контур 60, который резонирует на первой частоте магнитного резонанса, и (ii) второй резонансный контур 62, который резонирует на второй частоте магнитного резонанса. Иллюстративные первый и второй резонансные контуры 60, 62 представляют собой параллельные LC резонансные контуры, обладающие частотами резонанса в установленном уравнением (5) виде, но здесь также предполагаются и другие топологии резонансного контура. Хотя и не показано, следует принимать во внимание, что три или более резонансных контура можно необязательно электрически соединить последовательно аналогично конфигурации, представленной на фиг.7, чтобы захватывать три или более различных частот магнитного резонанса.

Иллюстративный резонансный контур с фиг.7, содержащий часть электрического кабеля 24, 28, которая включена в его состав в качестве части резонансного контура, заключен в радиочастотный экран 64, который выгодно подавляет излучение радиочастотной интерференции (РЧИ) резонансным контуром и изолирует резонансный контур от внешней РЧИ. Хотя и не показано, во всех примерных резонансных контурах, представленных в настоящем документе, следует принимать во внимание, что радиочастотный экран 64 необязательно включен в состав любого проиллюстрированного примерного резонансного контура, представленного в настоящем документе.

На фиг.8 схематически представлен резонансный контур, содержащий электрически проводящий цилиндрический элемент 70, расположенный коаксиально вокруг электрического кабеля 24 или электрического кабеля 28 и обладающий наружной и внутренней коаксиальными цилиндрическими стенками 72, 74, разделенными зазором, содержащим или задающим распределенную или сосредоточенную емкость (емкостное сопротивление). Устройство коаксиального резонансного контура схемы режекции, реализуемое посредством цилиндрического элемента 70, индуктивно соединенного с электрическим кабелем 24 или электрическим кабелем 28, можно сконфигурировать для наличия двух резонансов, соответствующих первой и второй различным частотам магнитного резонанса, посредством корректировки емкостей с использованием сосредоточенных конденсаторных элементов, корректировки геометрических размеров элемента 70, например, расстояний от стенок 72, 74 друг до друга, и до электрического кабеля 24 или электрического кабеля 28.

Как показано на фиг.9-12, проиллюстрирован резонансный контур, реализованный в виде параллельного резонансного контура схемы режекции типа симметрирующего трансформатора. Параллельный резонансный контур схемы режекции типа симметрирующего трансформатора содержит наружный и внутренний электрически проводящие цилиндрические оболочки 80, 82, расположенные коаксиально относительно друг друга и относительно электрического кабеля 24 или электрического кабеля 28. Как показано на фиг.9 и 10, один конец наружной цилиндрической оболочки 80 электрически соединен с внутренней цилиндрической оболочкой 82, и относительные положения этих двух оболочек 80, 82 можно корректировать вдоль коаксиальной оси. На фиг.11 представлена электрическая модель параллельного резонансного контура схемы режекции типа симметрирующего трансформатора, с фиг.9 и 10. На фиг.12 проиллюстрировано влияние осевой корректировки относительных положений двух оболочек 80, 82 на частоты резонанса параллельных резонансных контуров схемы режекции типа симметрирующего трансформатора. Принципиально работу можно описать следующим образом. Каждая оболочка имеет частоту резонанса, такую, чтобы параллельный резонансный контур схемы режекции типа симметрирующего трансформатора имел две частоты резонанса. Однако взаимное влияние между двумя проводящими цилиндрическими оболочками 80, 82 и между оболочками и электрическим кабелем 24 или электрическим кабелем 28 влияет на значения двух частот резонанса. Таким образом, как показано на фиг.12, корректируя осевое перекрытие двух оболочек 80, 82, две частоты резонанса можно корректировать до тех пор, пока они не совпадут с желаемыми первой и второй различными частотами магнитного резонанса. На фиг.12 левый и правый графики показывают частоты резонанса для «двухрезонансных» конфигураций, тогда как на центральном графике на фиг.12 перекрытие корректируют так, чтобы две частоты совпадали.

На фиг.13 представлен резонансный контур, который содержит: (i) гальванически соединенный резонансный контур 90, который содержит индуктивность кабеля L1 (соответствует Lcable на некоторых других рисунках), параллельно которой расположена емкость C1; и (ii) индуктивно соединенный резонансный контур 92, который содержит параллельный LC контур, сформированный параллельным соединением между индуктивностью L2 и емкостью C2. Параллельный резонансный контур схемы режекции имеет два резонанса:

формируемый гальванически соединенным резонансным контуром 90, и

формируемый индуктивно соединенным резонансным контуром 92. На значения индуктивностей L1 и L2 влияет взаимная индуктивность или «действие трансформатора» между отдельными индуктивностями L1 и L2, таким образом, обеспечивая другую степень свободы для настройки двухрезонансного контура. В некоторых подходящих физических реализациях, индуктивности L1 и L2 можно сформировать посредством обмотки вокруг обычного ферромагнитного сердечника, как в физической конфигурации трансформатора.

Резонансные контуры, проиллюстрированные на фиг.2-13, представляют собой лишь иллюстративные примеры, и следует понимать, что и другие двухрезонансные контуры (или трехрезонансные контуры, или в более общем случае N-резонансные контуры, где N больше либо равно двум и соответствует числу различных частот магнитного резонанса, подлежащих захвату) можно использовать для осуществления иллюстративных резонансных контуров 30, 32, представленных на фиг.1.

Изобретение описано в отношении предпочтительных вариантов осуществления. Его модификации и изменения будут очевидны на основе изучения предшествующего описания. Предполагается, что изобретение следует толковать как содержащее все такие модификации и изменения в той мере, в какой они входят в объем следующей формулы изобретения или ее эквивалентов. В формуле изобретения любые номера позиций, помещенные в скобки, не следует толковать как ограничение объема пункта формулы изобретения. Слово «содержит» не исключает присутствие элементов или этапов, отличных от перечисленных в пункте формулы изобретения. Форма единственного числа, предшествующая определению элемента, не исключает наличия множества таких элементов. Описанный способ можно реализовать посредством аппаратного обеспечения, содержащего несколько различных элементов, и посредством соответствующим образом запрограммированного компьютера. В пунктах формулы, относящихся к системе, перечисляются несколько средств, при этом несколько из этих средств можно реализовать посредством одного и того же элемента машиночитаемого программного обеспечения или аппаратного обеспечения. Сам факт того, что определенные действия перечислены в отличающихся друг от друга зависимых пунктах формулы изобретения, не указывает на то, что сочетание этих действий нельзя использовать для достижения результата.

1. Устройство для использования в системе магнитного резонанса, причем устройство содержит:
оперативный компонент (22, 26), выполненный с возможностью осуществления полезной операции в области сканирования системы магнитного резонанса;
электрический кабель (24, 28), подключенный к оперативному компоненту, чтобы обеспечить электрическую связь с оперативным компонентом; и
резонансный контур (30, 32), сформированный по меньшей мере частью проводящего элемента электрического кабеля и одним или несколькими пассивными электрическими компонентами, соединенными параллельно с этой частью, причем резонансный контур имеет первый полюс импеданса на первой частоте магнитного резонанса и второй полюс импеданса на второй частоте магнитного резонанса, отличной от первой частоты магнитного резонанса.

2. Устройство по п.1, в котором первая частота магнитного резонанса представляет собой частоту магнитного резонанса 1H, а вторая частота магнитного резонанса отлична от частоты магнитного резонанса 1H.

3. Устройство по п.1, в котором вторая частота магнитного резонанса выбрана из группы, состоящей из ядерного магнитного резонанса 31P, ядерного магнитного резонанса 19F, ядерного магнитного резонанса 13C, ядерного магнитного резонанса 23Na и ядерного магнитного резонанса 17O.

4. Устройство по п.1, в котором резонансный контур (30, 32) содержит тороидальную катушку индуктивности (40).

5. Устройство по п.1, дополнительно содержащее:
радиочастотный экран (64), окружающий резонансный контур (30, 32) и содержащуюся в нем часть электрического кабеля (24, 28).

6. Устройство по п.1, в котором резонансный контур (30, 32) содержит:
первый импеданс (60), который резонирует на первой частоте магнитного резонанса; и
второй импеданс (62), который резонирует на второй частоте магнитного резонанса;
причем электрический кабель (24, 28) электрически соединяет последовательно первый импеданс и второй импеданс.

7. Устройство по п.1, в котором резонансный контур (30, 32) содержит:
резонансный контур (92), который индуктивно соединен с электрическим кабелем (24, 28), и резонансный контур (90), сформированный частью электрического кабеля (24, 28).

8. Устройство по п.1, в котором резонансный контур (30, 32) содержит:
первый импеданс (36), сформированный последовательным объединением индуктивности и емкости, и второй импеданс (38), сформированный емкостью (Cp), оба из которых подключены параллельно к по меньшей мере части электрического кабеля (24, 28), чтобы задать резонансный контур (30, 32), который имеет первый полюс импеданса на первой частоте магнитного резонанса и второй полюс импеданса на второй частоте магнитного резонанса, отличной от первой частоты магнитного резонанса.

9. Устройство по п.1, в котором резонансный контур (30, 32) содержит:
цилиндр (70) с внутренней и наружной проводящей поверхностью (72, 74), каждая из которых индуктивно соединена с электрическим кабелем (24, 28), лежащим по существу на оси цилиндра (70); и
при этом две частоты резонанса определяются по меньшей мере одним из физических размеров цилиндра и емкостей, подключенных между проводящими поверхностями (72, 74).

10. Устройство по п.1, в котором резонансный контур (30, 32) содержит:
по меньшей мере два цилиндра (80, 82), которые по существу коаксиальны с электрическим кабелем (24, 28), лежащим по существу вдоль их общей оси;
первый цилиндр (80), индуктивно соединенный с электрическим кабелем (24, 28);
второй цилиндр (82), индуктивно соединенный с электрическим кабелем (24, 28) и электрически подключенный к первому коаксиальному цилиндру; и
при этом относительное расположение первого коаксиального цилиндра и второго коаксиального цилиндра действуют для определения резонансного контура (30, 32).

11. Устройство по п.1, в котором резонансный контур (30, 32) представляет собой распределенный резонансный контур, продолжающийся по длине электрического кабеля (24, 28).

12. Устройство по п.1, в котором резонансный контур (30, 32) содержит:
по меньшей мере один полосковый компонент (52, 54), индуктивно или гальванически соединенный с электрическим кабелем (24, 28).

13. Система магнитного резонанса, которая содержит:
сканер магнитного резонанса (10); и устройство по п.1.

14. Устройство для использования в системе магнитного резонанса, причем устройство содержит:
оперативный компонент (22, 26), выполненный с возможностью осуществления полезной операции в области сканирования системы магнитного резонанса;
электрический кабель (24, 28), подключенный к оперативному компоненту, чтобы обеспечить электрическую связь с оперативным компонентом; и
первый резонансный контур (30, 32), сформированный по меньшей мере частью проводящего элемента упомянутого электрического кабеля, причем первый резонансный контур имеет первый полюс импеданса на первой частоте магнитного резонанса и второй полюс импеданса на второй частоте магнитного резонанса, отличной от первой частоты магнитного резонанса, при этом первый резонансный контур (30, 32) содержит второй резонансный контур (92), который индуктивно соединен с электрическим кабелем (24, 28), и третий резонансный контур (90), сформированный частью электрического кабеля (24, 28).

15. Система магнитного резонанса, которая содержит:
оперативный компонент (22, 26), выполненный с возможностью осуществления полезной операции в области сканирования системы магнитного резонанса;
электрический кабель (24, 28), подключенный к оперативному компоненту, чтобы обеспечить электрическую связь с оперативным компонентом; и
первый резонансный контур (30, 32), сформированный по меньшей мере частью проводящего элемента упомянутого электрического кабеля, причем первый резонансный контур имеет первый полюс импеданса на первой частоте магнитного резонанса и второй полюс импеданса на второй частоте магнитного резонанса, отличной от первой частоты магнитного резонанса, при этом первый резонансный контур (30, 32) содержит второй резонансный контур (92), который индуктивно соединен с электрическим кабелем (24, 28), и третий резонансный контур (90), сформированный частью электрического кабеля (24, 28).



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к инвазивным медицинским устройствам. Медицинский зонд содержит вводимую трубку, имеющую продольную ось и дистальный конец, дистальный кончик, расположенный на дистальном конце вводимой трубки и сконфигурированный для введения в контакт с тканью тела, стык, который соединяет дистальный кончик с дистальным концом вводимой трубки, и датчик стыка, заключенный внутри зонда, для распознавания положения дистального кончика относительно дистального конца вводимой трубки, причем датчик стыка содержит первый и второй подузлы, которые расположены внутри зонда на противоположных соответствующих сторонах стыка, и каждый подузел содержит один или более магнитных измерительных преобразователей.

Изобретение относится к медицинской технике, а именно приемно-передающему радиочастотному устройству к магнитно-резонансному сканеру для ортопедического магнитного томографа.

Изобретение относится к МР-устройству для магнитно-резонансной томографии тела, помещенного в исследовательский объем. .

Изобретение относится к радиочастотному приемному антенному устройству (10) для приема магнитно-резонансных (MR) сигналов в системе MR томографии. Устройство (10) содержит радиочастотный резонансный контур, который содержит радиочастотную приемную антенну (15) для приема MR сигналов и радиочастотный усилитель (17), соединенный на его входе с радиочастотным резонансным контуром, для усиления принятых MR сигналов. Изобретение предусматривает обеспечение цепи (18) обнаружения, конфигурированной для получения переключающего сигнала из выходного сигнала радиочастотного усилителя (17). Переключающая схема (19) реагирует на переключающий сигнал, при этом переключающая схема (19) конфигурирована для переключения радиочастотного резонансного контура между резонансным режимом и нерезонансным (то есть расстроенным) режимом. 2 н. и 8 з.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к согласованию импеданса высокой радиочастотной (RF) мощности. Устройство (30) и способ автоматической настройки и согласования содержит датчик (32) отраженной мощности, который детектирует мощность, отраженную от нагрузки (18, 18'), и LC-цепь согласования, включенную последовательно с нагрузкой, программируемую для минимизации отраженной мощности. LC-цепь согласования включает в себя матрицу (34) катушек индуктивности, включенную последовательно с нагрузкой (18, 18'), и матрицу (36) конденсаторов, включенную параллельно с матрицей катушек индуктивности. Контроллер (38) матриц конфигурирует по меньшей мере одну из матрицы катушек индуктивности и матрицы конденсаторов на основании детектированной отраженной мощности для минимизации отраженной мощности. Технический результат - повышение надежности функционирования устройства. 2 н. и 13 з.п. ф-лы, 9 ил.

Изобретение относится к прямому цифровому приемнику. Техническим результатом является упрощение схемы прямого цифрового приемника. Приемник содержит: аналого-цифровой преобразователь (214) для преобразования аналогового сигнала, принятого от радиочастотной катушки (11, 12, 13, 200), в цифровой дискретный входной сигнал, аналого-цифровой преобразователь (214) управляется локальным тактовым сигналом, локальный тактовый генератор (400), приспособленный для предоставления локального тактового сигнала во временной основе локального тактового сигнала аналого-цифровому преобразователю (214), временная основа локального тактового сигнала независима от временной основы системного тактового сигнала, фазовый детектор (402), приспособленный для определения разности (512) фаз между системным тактовым сигналом (222) и локальным тактовым сигналом, блок (224) повторной дискретизации, приспособленный для повторной дискретизации цифрового дискретного входного сигнала в цифровой дискретный выходной сигнал с помощью разности (512) фаз. 4 н. и 4 з.п. ф-лы, 9 ил.
Наверх