用于磁共振斷層成像的有集成光纜線引導(dǎo)的外罩波陷波器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及外罩波陷波器(Mantelwellensperre)、局部線圈連接纜線、局部線圈和其制造方法。
【背景技術(shù)】
[0002]用于通過(guò)磁共振斷層成像對(duì)對(duì)象或患者進(jìn)行檢查的磁共振設(shè)備(MRT)例如從US2966640A,“The Bazooka Coil:A Novel Dual-Purpose Device for Active Visualizat1nand Reduct1n of Cable Currents in Electrically”/ISMRM, DE 10 2010 031 933Al’DE 10 2010 012 393 A1 公知。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是，優(yōu)化用于MRT的外罩波陷波器。該技術(shù)問(wèn)題分別通過(guò)根據(jù)本發(fā)明的用于成像的磁共振斷層成像系統(tǒng)的外罩波陷波器、局部線圈連接纜線、局部線圈和其制造方法的特征來(lái)解決。有利的擴(kuò)展在說(shuō)明書中給出。
【附圖說(shuō)明】
[0004]本發(fā)明的可能構(gòu)造的其他特征和優(yōu)點(diǎn)從以下結(jié)合附圖對(duì)實(shí)施例的描述中得到。其中:
[0005]圖1簡(jiǎn)化地以剖面圖示出了具有推到其上的外罩波陷波器的局部線圈連接纜線，
[0006]圖2簡(jiǎn)化地以剖面圖示出了具有多個(gè)互相串聯(lián)布置的外罩波陷波器的局部線圈連接纜線，
[0007]圖3簡(jiǎn)化地以剖面圖示出了局部線圈連接纜線和可推到其上的外罩波陷波器，
[0008]圖4簡(jiǎn)化地以剖面圖示出了兩個(gè)局部線圈連接纜線，其中，上面具有三個(gè)線圈元件，并且中間具有一個(gè)線圈元件，以及一個(gè)通過(guò)焊接和/或壓制與線圈元件可接觸的電容元件，
[0009]圖5簡(jiǎn)化地以剖面圖示出了具有線圈元件和感應(yīng)耦合到線圈元件的電容元件的局部線圈連接纜線，
[0010]圖6簡(jiǎn)化地示出了具有在局部線圈和MRT之間的外罩波陷波器的局部線圈連接纜線，
[0011]圖7簡(jiǎn)化地示出了局部線圈的幾個(gè)元件，
[0012]圖8示出了具有在患者處的外罩波陷波器的局部線圈，
[0013]圖9示出了 Bazooka(平衡-不平衡轉(zhuǎn)換器)外罩波陷波器，
[0014]圖10示意性地示出了 MRT系統(tǒng)。
【具體實(shí)施方式】
[0015]圖10示出了(特別地也關(guān)于技術(shù)背景)(位于屏蔽的空間或法拉第鳥籠F中的)進(jìn)行成像的磁共振設(shè)備MRT 101，其具有空心圓柱體102，所述空心圓柱體具有在此為管形的空間103，患者臥榻104連同(具有或沒(méi)有局部線圈裝置106的)例如檢查對(duì)象(例如患者)105的身體可以沿箭頭z的方向駛?cè)氲狡渲?，以便通過(guò)成像方法產(chǎn)生患者105的照片。在患者上在此布置局部線圈裝置106，利用所述局部線圈裝置可以在MRT的局部區(qū)域(也稱為視野或FOV)中產(chǎn)生FOV中的身體105的部分區(qū)域的照片。局部線圈裝置106的信號(hào)可以由MRT 101的例如可經(jīng)由同軸纜線或通過(guò)無(wú)線電(167)等與局部線圈裝置106連接的評(píng)估裝置(168、115、117、119、120、121等)進(jìn)行評(píng)估(例如轉(zhuǎn)換為圖像、進(jìn)行存儲(chǔ)或顯示)。
[0016]為了利用磁共振設(shè)備MRT 101借助磁共振成像檢查身體105 (檢查對(duì)象或患者)，將在其時(shí)間上和空間上的特征方面互相最精確地一致的不同的磁場(chǎng)入射到身體105上。具有在此為隧道形開口 103的測(cè)量室中的強(qiáng)磁體(通常為低溫磁體107)產(chǎn)生靜態(tài)強(qiáng)主磁場(chǎng)B。，其例如為0.2特斯拉至3特斯拉或更高。待檢查的身體105被放置在患者臥榻104上，駛?cè)肟疾靺^(qū)域FoV(也稱為“視野”)中主磁場(chǎng)B0大約均勻的區(qū)域。身體105的原子核的核自旋的激勵(lì)通過(guò)磁高頻激勵(lì)脈沖B1 (X，y, z, t)進(jìn)行，其經(jīng)由在此作為(例如多部分的=108a、108b、108c)身體線圈108非常簡(jiǎn)化地示出的高頻天線(和/或必要時(shí)局部線圈裝置)入射。高頻激勵(lì)脈沖例如由脈沖產(chǎn)生單元109產(chǎn)生，其由脈沖序列控制單元110控制。在通過(guò)高頻放大器111放大之后其被傳導(dǎo)到高頻天線108。在此示出的高頻系統(tǒng)僅是示意性表示。在磁共振設(shè)備101中也可以采用多于一個(gè)的脈沖產(chǎn)生單元109、多于一個(gè)的高頻放大器111和多個(gè)高頻天線108a、108b、108c。
[0017]此外，磁共振設(shè)備101具有梯度線圈112x、112y、112z，利用所述梯度線圈在進(jìn)行測(cè)量時(shí)入射用于選擇性層激勵(lì)和用于測(cè)量信號(hào)的位置編碼的磁梯度場(chǎng)Bjx，y, z, t)。梯度線圈112x、112y、112z由梯度線圈控制單元114(和必要時(shí)通過(guò)放大器Vx、Vy、Vz)控制，其與脈沖產(chǎn)生單元109 —樣與脈沖序列控制單元110相連。
[0018]由(檢查對(duì)象中的原子核的)激勵(lì)的核自旋發(fā)出的信號(hào)由身體線圈108a、108b、108c和/或至少一個(gè)局部線圈裝置106接收，通過(guò)對(duì)應(yīng)的高頻前置放大器116放大并由接收單元117進(jìn)一步處理和數(shù)字化。記錄的測(cè)量數(shù)據(jù)被數(shù)字化和作為復(fù)數(shù)數(shù)值存儲(chǔ)在k空間矩陣中?？蓮囊灾荡鎯?chǔ)的k空間矩陣中借助多維傅里葉變換重建所屬的MR圖像。
[0019]對(duì)于既可以按照發(fā)送模式也可以按照接收模式運(yùn)行的線圈，例如身體線圈108或局部線圈106，通過(guò)前置的發(fā)送-接收轉(zhuǎn)接器118調(diào)節(jié)正確的信號(hào)傳輸。
[0020]圖像處理單元119從測(cè)量數(shù)據(jù)中產(chǎn)生圖像，其經(jīng)由操作控制臺(tái)120向應(yīng)用者顯示和/或在存儲(chǔ)器單元121中存儲(chǔ)。中央計(jì)算單元122控制各個(gè)設(shè)備部件。
[0021]圖1-9示出了按照本發(fā)明的外罩波陷波器麗S1、麗S2、麗S3、局部線圈連接纜線LAK和局部線圈106的例子。
[0022]在MR斷層成像中利用如在圖8、9中的所謂的局部線圈(環(huán))106拍攝具有高信噪比(S/N)的圖像。
[0023]在此，激勵(lì)的核在局部線圈106中的天線At中感應(yīng)出一個(gè)電壓，該電壓然后按照?qǐng)D7利用低噪聲的前置放大器LNA放大，必要時(shí)利用濾波器濾波(FILT)，(然后在此利用電光轉(zhuǎn)換器E/0進(jìn)行電光轉(zhuǎn)換)，最后按照例如圖9纜線連接地在MR頻率下(或在此通過(guò)波導(dǎo)WL)被傳輸?shù)組RT(lOl)的接收電子器件(117,110) ο
[0024]為了在高分辨率的圖像的情況下也改善信噪比，采用所謂的高場(chǎng)設(shè)備(Hochfeldanlage)。其基本場(chǎng)強(qiáng)目前位于例如3特斯拉和更高。因?yàn)樵贛R接收系統(tǒng)處也可以連接比存在的接收器多的線圈元件(環(huán)或天線)At，所以在接收天線和接收器之間嵌入一個(gè)切換矩陣(在此稱為RCCS)。其將瞬時(shí)激活的接收通道路由到存在的接收器。由此可以連接比存在的接收器多的線圈元件At，因?yàn)樵谌砀采w的情況下僅需讀出位于MRT 101的磁體102的FoV(視野)或者說(shuō)均勻體積中的線圈元件At。
[0025]以下將各個(gè)天線元件At也稱為線圈元件。
[0026]例如可以將具有一個(gè)或(在陣列線圈中的)多個(gè)線圈元件At的裝置稱為局部線圈106。局部線圈106包含例如線圈元件At、前置放大器LNA、其他電子器件FILT和接線、殼體和通常一個(gè)局部線圈連接纜線LAK(K1、K2、WL)，在局部線圈連接纜線(LAK，例如具有Kl、K2、WL)的一個(gè)或兩個(gè)端部具有至少一個(gè)插頭Stl、St2，局部線圈通過(guò)所述插頭(經(jīng)過(guò)如插座BU等接口)連接到MRT 101或MRT 101的評(píng)估裝置117。
[0027]局部線圈106在MRT成像期間位于身體線圈108 (108a、b、c)的發(fā)送場(chǎng)(B1場(chǎng))中。身體線圈108是大的、包圍了患者105的身體的線圈，其用于在身體中激勵(lì)自旋。身體線圈108產(chǎn)生圓形或橢圓形B1場(chǎng)。根據(jù)B1場(chǎng)B1 (X，y, z, t)，在位于該場(chǎng)中的所有導(dǎo)體上感應(yīng)出電流。特別地，在較長(zhǎng)的纜線上可能發(fā)生諧振效應(yīng)(纜線作為天線起作用)，由此在纜線外罩的外側(cè)面可能流過(guò)高的電流，其理論上也可能導(dǎo)致患者危險(xiǎn)(加熱)。在電流高到與患者危險(xiǎn)有關(guān)之前很久，B1感應(yīng)的電流可能在纜線LAK的導(dǎo)體結(jié)構(gòu)上導(dǎo)致次級(jí)B1場(chǎng)，其破壞身體線圈發(fā)送場(chǎng)的B1均勻性。
[0028]當(dāng)同軸纜線經(jīng)歷斷裂時(shí)(例如當(dāng)其被焊接到電路板PCB上或按照其他方式離開同軸模式時(shí))，會(huì)出現(xiàn)另一個(gè)問(wèn)題。于是前置放大的接收信號(hào)可能從外罩的內(nèi)側(cè)面到達(dá)外側(cè)面。如果纜線靠近地沿著天線At引導(dǎo)，則前置放大的信號(hào)又可能反饋到天線At中并且由此可能發(fā)生局部線圈的自振蕩。局部線圈106在該狀態(tài)中不應(yīng)當(dāng)用于MRT成像。
[0029]可能的問(wèn)題還有以下:
[0030]1.由發(fā)送器產(chǎn)生的外罩波可能是B1均勻性問(wèn)題和不允許的高患者加熱(安全性)的問(wèn)題的原因。
[0031]2.由局部線圈106的接收信號(hào)R產(chǎn)生的外罩波可能在反饋到局部線圈的接收(RX)天線At時(shí)導(dǎo)致局部線圈的自振蕩。
[0032]按照至少內(nèi)部公知的構(gòu)造，根據(jù)上面示出的關(guān)系，在高場(chǎng)設(shè)備(1.5T I 3T)中，對(duì)明顯比10cm的倍數(shù)長(zhǎng)的所有導(dǎo)體結(jié)構(gòu)設(shè)置外罩波陷波器MWS1、MWS2、MWS3。外罩波陷波器麗S1、麗S2、麗S3是諧振的陷波電路，其抑制電流。因?yàn)樵贛RT設(shè)備101中按照目前的現(xiàn)有技術(shù)，身體線圈108(108a、b、c)的發(fā)送頻率和局部線圈106的接收頻率以及從局部線圈106在纜線LAK上/例如經(jīng)過(guò)患者臥榻中的接頭被傳輸?shù)組RT系統(tǒng)101、117的信號(hào)可以是相同的，所以使用如在圖8中的例如用于構(gòu)造外罩波陷波器的解決方案，其中由TX場(chǎng)產(chǎn)生的外罩波電流僅在同軸外罩的外側(cè)面，而不在其內(nèi)側(cè)面被抑制。在內(nèi)側(cè)面的抑制可能是不合適的，因?yàn)榉駝t也抑制了有用信號(hào)。
[0033]其他MWS構(gòu)造，例如所謂的“Bazooka (平衡-不平衡變換器)”MWS，雖然在幾何上不同地構(gòu)造(不纏繞)，但是也意在，僅抑制外罩的外側(cè)面上的電流，而允許內(nèi)側(cè)面上的電流在MR頻率下無(wú)阻礙地流動(dòng)。
[0034]至少內(nèi)部公知的解決方案的問(wèn)題可能是以下:
[0035]1.MWS目前僅可手動(dòng)纏繞并且由此昂貴。
[0036]2.MWS由于同軸纜線的大的直徑和其最小的彎曲半徑而需要相對(duì)高的位置需求，特別是用于繞成電感的同軸纜線(例如圖1)。
[0037]3.在局部線圈中的位置需求特別地對(duì)于應(yīng)當(dāng)是機(jī)械柔性的線圈來(lái)說(shuō)會(huì)是一個(gè)問(wèn)題。
[0038]4.具有目前的構(gòu)造的麗S不可簡(jiǎn)單地調(diào)諧，因?yàn)殡姼型ㄟ^(guò)同軸電感的繞組的數(shù)量來(lái)確定。該構(gòu)件對(duì)于MR應(yīng)用來(lái)說(shuō)是額外地手動(dòng)完成的特殊部件。
[0039]通過(guò)按照本發(fā)明的構(gòu)造，其中局部線圈106的接收信號(hào)S1、E還在局部線圈106中利用電光轉(zhuǎn)換器E/0從電的轉(zhuǎn)換為光的，并且將其(模擬的或預(yù)先數(shù)字化的信號(hào))耦合到介電的波導(dǎo)WL(例如玻璃纖維、聚合纖維)中，形成在其構(gòu)造方面設(shè)計(jì)外罩波陷波器MWS1、麗S2、麗S3的新的可能性。
[0040]這例如可以在通過(guò)接收信號(hào)在介電的波導(dǎo)WL(以下也稱為“纖維”)上的傳輸而取消同軸纜線，并且(如果用于局部線圈106的無(wú)線的能量供應(yīng)或電池方案是不可能的)僅必須饋送功率和/或可能的低頻的(<20kHz)