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一种高趋肤深度MRI图像增强超构表面器件

摘要

本申请涉及一种磁场增强器件。磁场增强器件包括两个平行设置的第一平板组件。第一平板组件包括在第一平面内平行间隔排布的多个磁场增强组件、第一导电片和第二导电片。每个磁场增强组件包括第一电连接端和第二电连接端。第一电连接端和第二电连接端之间连接有电容结构和电感结构。第一导电片与多个磁场增强组件的第一电连接端连接。第二导电片分别与多个磁场增强组件的第二电连接端连接。两个第一平板组件分别设置于检测部位的两侧。第一平板组件的谐振频率等于目标频率。第一平板组件与检测部位谐振,检测信号的磁场强度增加。两个第一平板组件可以分别增强靠近各自的检测部位的磁场,增加检测部位的检测维度和趋肤深度,提高检测信号的精确度。

著录项

  • 公开/公告号CN114910848A

    专利类型发明专利

  • 公开/公告日2022-08-16

    原文格式PDF

  • 申请/专利权人 清华大学;北京清华长庚医院;

    申请/专利号CN202110183937.7

  • 申请日2021-02-10

  • 分类号G01R33/34(2006.01);G01R33/36(2006.01);G01R33/38(2006.01);

  • 代理机构北京华进京联知识产权代理有限公司 11606;

  • 代理人魏朋

  • 地址 100084 北京市海淀区清华园

  • 入库时间 2023-06-19 16:23:50

法律信息

  • 法律状态公告日

    法律状态信息

    法律状态

  • 2022-09-30

    实质审查的生效 IPC(主分类):G01R33/34 专利申请号:2021101839377 申请日:20210210

    实质审查的生效

说明书

技术领域

本申请涉及检测技术领域,特别是涉及一种磁场增强器件。

背景技术

传统MRI的射频线圈通过线圈谐振的方式采集人体反馈信号,人体反馈信号的强弱影响射频线圈采集到的信号质量,进而影响图像的信噪比和分辨率。

平面磁场增强器件在高度方向上磁场会快速衰减,导致趋肤深度较浅,难以检测到较深的部位。

发明内容

基于此,有必要针对怎样才能检测到较深的部位的问题,提供一种磁场增强器件。

一种磁场增强器件,包括两个平行设置的第一平板组件。所述第一平板组件包括多个磁场增强组件、第一导电片和第二导电片。所述多个磁场增强组件在第一平面内平行间隔排布。每个所述磁场增强组件包括第一电连接端和第二电连接端。所述第一电连接端和所述第二电连接端之间连接有电容结构和电感结构。所述第一导电片分别与所述多个磁场增强组件的所述第一电连接端连接。所述第二导电片分别与所述多个磁场增强组件的所述第二电连接端连接。所述第一平板组件的谐振频率等于目标频率。

本申请实施例提供的所述磁场增强器件,包括两个平行设置的第一平板组件。第一平板组件包括在第一平面内平行间隔排布的多个磁场增强组件、第一导电片和第二导电片。每个磁场增强组件包括第一电连接端和第二电连接端。第一电连接端和第二电连接端之间连接有电容结构和电感结构。第一导电片分别与多个磁场增强组件的第一电连接端连接。第二导电片分别与多个磁场增强组件的第二电连接端连接。两个第一平板组件分别设置于检测部位的两侧。第一平板组件的谐振频率等于目标频率。第一平板组件与检测部位谐振,检测信号的磁场强度增加。两个第一平板组件可以分别增强靠近各自的检测部位的磁场,增加检测部位的检测维度和趋肤深度,提高检测信号的精确度。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或传统技术中的技术方案,下面将对实施例或传统技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本申请一个实施例中提供的磁场增强器件的结构示意图;

图2为本申请一个实施例中提供的第一平板组件的结构爆炸图;

图3为本申请一个实施例中提供的磁场增强器件的磁场分布图;

图4为本申请另一个实施例中提供的磁场增强器件的磁场分布图;

图5为本申请一个实施例中提供的所述磁场增强组件的侧面剖视图;

图6为图5的所述磁场增强组件的俯视图;

图7为本申请另一个实施例中提供的所述磁场增强组件的俯视图;

图8为本申请另一个实施例中提供的所述磁场增强组件的俯视图;

图9为本申请一个实施例中提供的第一平板组件的结构示意图;

图10为图9的第一平板组件的结构爆炸图;

图11为本申请一个实施例中提供的所述磁场增强组件的侧面剖视图;

图12为本申请一个实施例中提供的所述磁场增强组件的侧面剖视图;

图13为本申请一个实施例中提供的所述磁场增强组件的侧面剖视图;

图14为本申请一个实施例中提供的所述磁场增强组件的侧面剖视图;

图15为本申请一个实施例中提供的所述磁场增强组件的侧面剖视图;

图16为本申请一个实施例中提供的所述磁场增强组件的侧面剖视图;

图17为本申请一个实施例中提供的所述磁场增强组件的侧面剖视图;

图18为本申请一个实施例中提供的所述磁场增强组件的侧面剖视图;

图19为本申请一个实施例中提供的所述磁场增强组件的侧面剖视图;

图20为图19中提供的所述磁场增强组件的俯视图;

图21为本申请一个实施例提供的第一电极层和所述第二电极层在所述第一电介质层的正投影示意图;

图22为本申请另一个实施例提供的第一电极层和所述第二电极层在所述第一电介质层的正投影形状示意图;

图23为本申请一个实施例中提供的所述磁场增强组件的侧面剖视图;

图24为本申请一个实施例中提供的所述磁场增强组件的侧面剖视图;

图25为本申请一个实施例中提供的所述磁场增强组件的侧面剖视图。

附图标号:

磁场增强器件20;磁场增强组件10;第一平板组件910;第一电连接端911;第二电连接端912;支架500;固定结构930;第一固定件931;第二固定件931;第一导电片510;第二导电片520;第一电介质层100;第一端103;第二端104;第一表面101;第二表面102;第一电极层110;第一子电极层111;第一连接层190;第二子电极层112;第二电极层120;第三电极层130;第二结构电容302;第三结构电容303;

输出匹配电路640;匹配电容641;调谐电容642;输出接口643;第一谐振电路60;开关控制电路430;第一二极管431;第二二极管432;外接电容440;第三外接电容443;第五外接电容445;第二谐振电路70;第一耗尽型MOS管231;第二耗尽型MOS管232;第三电容223;第一电感241;第一开关电路631;第三二极管213;第四二极管214;

过孔103;第一结构电容150;第一豁口411;第二豁口412;第三豁口413;第四豁口414。

具体实施方式

为使本申请的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂,下面结合附图对本申请的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本申请。但是本申请能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施,本领域技术人员可以在不违背本申请内涵的情况下做类似改进,因此本申请不受下面公开的具体实施的限制。

本文中为部件所编序号本身,例如“第一”、“第二”等,仅用于分所描述的对象,不具有任何顺序或技术含义。而本申请所说“连接”、“联接”,如无特别说明,均包括直接和间接连接(联接)。在本申请的描述中,需要理解的是,术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本申请和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本申请的限制。

在本申请中,除非另有明确的规定和限定,第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触,或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且,第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方,或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方,或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

请参见图1和图2,本申请实施例提供的一种磁场增强器件20,包括两个平行设置的第一平板组件910。所述第一平板组件910包括多个磁场增强组件10、第一导电片510和第二导电片520。所述多个磁场增强组件10在第一平面内平行间隔排布。每个所述磁场增强组件10包括第一电连接端911和第二电连接端912。所述第一电连接端911和所述第二电连接端912之间连接有电容结构和电感结构。所述第一导电片510分别与所述多个磁场增强组件10的所述第一电连接端911连接。所述第二导电片520分别与所述多个磁场增强组件10的所述第二电连接端912连接。所述第一平板组件910的谐振频率等于目标频率。

两个所述第一平板组件910工作时所选用的模态为第一模态,也就是谐振频率最低的模态,可以防止采用其余的模态组合后产生磁场相消,防止引入射频伪影。

本申请实施例提供的所述磁场增强器件20在应用的过程中,两个所述第一平板组件910分别设置于检测部位的两侧。所述第一平板组件910的谐振频率等于目标频率。所述第一平板组件910与检测部位谐振,增加了检测信号的磁场强度,提高了射频线圈采集的信号质量。此外,两个所述第一平板组件910均可以增强所述检测部位的反馈信号磁场。由于所述检测部位在两个所述第一平板组件910之间,两个所述第一平板组件910可以分别增强靠近各自的所述检测部位的磁场,增加所述检测部位的检测维度和趋肤深度,提高检测信号的精确度。

所述磁场增强器件20为高趋肤深度MRI图像增强超构表面器件。所述高趋肤深度MRI图像增强超构表面器件可以检测到距离所述第一平板组件910表面更深的检测部位。所述高趋肤深度MRI图像增强超构表面器件增加了检测部位的趋肤深度,提高检测信号的精确度。

所述第一平板组件910为平板结构,能够与人体的背部贴合,用于人体背部检测。

一个所述第一平板组件910中的所述磁场增强组件10的延伸方向与另一个所述第一平板组件910中的所述磁场增强组件10的延伸方向平行或垂直。

在一个实施例中,两个所述第一平板组件910中的所述磁场增强组件10的延伸方向相同。一个所述第一平板组件910中的所述磁场增强组件10的延伸方向与另一个所述第一平板组件910中的所述磁场增强组件10的延伸方向平行。所述磁场增强组件20中的所述磁场增强组件10的延伸方向相同,则贴近两个所述第一平板组件910表面的磁场方向和磁场分布大小相同,磁场分布更均匀。磁场对检测部位反馈信号的磁场增强效果更好,信号质量更高。

图3为两个所述第一平板组件910中的所述磁场增强组件10的延伸方向垂直时的磁场分布图。图4为两个所述第一平板组件910中的所述磁场增强组件10的延伸方向平行时的磁场分布图。图3中靠近下部的所述第一平板组件910的磁场与靠近上部的所述第一平板组件910的磁场方向垂直,磁场在截面的分布为上大下小。图4中靠近下部的所述第一平板组件910的磁场与靠近上部的所述第一平板组件910的磁场方向平行,磁场在截面均匀分布。

在一个实施例中,靠近所述第一平板组件910边缘的所述磁场增强组件10中的电感结构的电感值大于靠近所述第一平板组件910中部的所述磁场增强组件10中的电感结构的电感值。

靠近所述第一平板组件910边缘的所述磁场增强组件10中的电容结构的电容值小于靠近所述第一平板组件910中部的所述磁场增强组件10中的电容结构的电容值。在所述磁场增强器件20谐振工作时,磁场主要分布在所述磁场增强组件10的电感结构的周围。靠近所述第一平板组件910中部,每个所述磁场增强组件10的两侧均有所述磁场增强组件10。每个所述磁场增强组件10与两个相邻的所述磁场增强组件10中的磁场会相互叠加,磁场增强程度较大。靠近所述第一平板组件910边缘的所述磁场增强组件10仅有一侧有所述磁场增强组件10。靠近所述第一平板组件910边缘的所述磁场增强组件10的磁场增强程度较小。通过将靠近所述第一平板组件910边缘的所述磁场增强组件10中的电感结构的电感值设置的较大,可以所述磁场增强组件10的电感结构中的分压,增强所述磁场增强组件10的电感结构附近的磁场强度,进而提高反馈信号磁场分布的均匀性,提高检测信号的稳定性。

请参见图5和图6,在一个实施例中,所述磁场增强组件10包括第一电介质层100、第一电极层110、第二电极层120和第三电极层130。

所述第一电介质层100具有相对的第一端103和第二端104,并包括相对的第一表面101和第二表面102。所述第一电极层110设置于所述第一表面101,并沿所述第一端103向所述第二端104延伸。所述第一电极层110包括第一子电极层111、第二子电极层112和第一连接层190。所述第一子电极层111和所述第二子电极层112的宽度相等且相对间隔设置。所述第一连接层190的一端与所述第一子电极层111连接,所述第一连接层190的另一端与所述第二子电极层112连接。所述第一连接层190的宽度小于所述第一子电极层111的宽度。

所述第二电极层120和第三电极层130相对间隔设置于所述第二表面102。所述第二电极层120在所述第一电介质层100的正投影与所述第一子电极层111在所述第一电介质层100的正投影部分重叠。所述第二电极层120、所述第一电介质层100和所述第一子电极层111构成第二结构电容302。所述第三电极层130在所述第一电介质层100的正投影与所述第二子电极层112在所述第一电介质层100的正投影部分重叠。所述第三电极层130、所述第一电介质层100和所述第二子电极层112构成第三结构电容303。

所述第一电介质层100可以起到支撑所述第一电极层110、所述第二电极层120和第三电极层130的作用。所述第一电介质层100可以为绝缘材料。所述第一电介质层100可以为长方形的板状结构。所述第一电介质层100可以为绝缘材料。在一个实施例中,所述第一电介质层100的材料可以为玻璃纤维环氧树脂板。所述第一电极层110、所述第二电极层120和第三电极层130的材料可以由导电非磁性材料构成。在一个实施例中,所述第一电极层110和所述第二电极层120的材料可以为金、银、铜等金属材料。

所述第一电连接端911为所述第二结构电容302。所述第二电连接端912为所述第三结构电容303。所述第一导电片510分别与所述多个磁场增强组件10的所述第二电极层120连接。所述第二导电片520分别与所述多个磁场增强组件10的所述第三电极层130连接。

所述磁场增强组件10中的第二结构电容302和所述第三结构电容303通过所述第一连接层190连接,形成谐振电路。所述磁场增强组件10覆盖于检测部位,通过谐振的方式增强所述检测部位的反馈信号的磁场。所述磁场增强组件10中所述第一连接层190的宽度小于所述第一子电极层111的宽度。所述检测部位被所述第一电极层110覆盖的区域减小,所述第一电极层110的屏蔽效果减弱,反馈信号的传输能力增强。所述射频线圈更容易接收反馈信号,进而使得接收的信号质量提高,信号被处理后形成的图像质量提高。

此外,多个所述磁场增强组件10行阵列排布,所述磁场增强组件10中的所述第一连接层190、空气和检测筒体之间形成的杂散电容减小,耦合效应减小,信号质量提高。

在一个实施例中,所述第一连接层190的电损耗占比小于所述磁场增强组件10的整体电损耗的1/2。所述第一连接层190的电损耗较小,所述磁场增强组件10的发热量较小。所述磁场增强组件10所在的回路的能量主要用来产生磁场,接收阶段磁场的增强效果较好。

在一个实施例中,所述第一连接层190的宽度是所述第一子电极层111的宽度的1/5至1/2。在所述第一连接层190的宽度是所述第一子电极层111的宽度的1/5至1/2,能够保证所述磁场增强组件10中所述第一连接层190的电损耗占比小于整体电损耗的1/2。所述第一连接层190的电损耗较小,所述磁场增强组件10发热量较小。所述磁场增强组件10的能量主要用来产生磁场,接收阶段磁场的增强效果较好。

在一个实施例中,所述第一子电极层111和所述第二子电极层112的宽度为1毫米到30毫米。所述第一连接层190为1毫米到15毫米。在一个实施例中,所述第一子电极层111和所述第二子电极层112的宽度为15毫米,所述第一连接层190的宽度为4毫米。

请一并参见图7,在一个实施例中,所述第一连接层190的延伸方向与所述第一方向b的夹角为锐角或钝角。所述第一方向b由所述第一端103指向所述第二端104。所述磁场增强器件20包括筒形支撑结构50、第一导电片510、第二导电片520和多个所述磁场增强组件10时。所述筒形支撑结构50为圆筒结构时,多个所述的磁场增强组件10间隔平行设置于所述筒形支撑结构50。多个所述磁场增强组件10并联连接。在所述磁场增强器件20中,相对的两个所述磁场增强组件10中的所述第一连接层190交错设置,平行重叠的部分减小。相对的两个所述磁场增强组件10中的所述第一连接层190与空气形成的杂散电容减小,耦合效应减小,信号质量提高。

请一并参见图8,在一个实施例中,所述第一连接层190的侧壁与所述第一子电极层111或所述第二子电极112的侧壁的相交处设置弧形倒角。电流在所述第一子电极层111、所述第一连接层190和所述第二子电极层112中流通。所述第一连接层190的宽度小于所述第一子电极层112的宽度。电流在所述第一子电极层111与所述第一连接层190的连接处汇集,电流密度增大。所述第一连接层190的侧壁与所述第一子电极层111的侧壁的相交处设置弧形倒角,使得所述第一连接层190与所述第一子电极层111通过喇叭形结构连接,减缓电流密度的突变,减小所述第一连接层190的侧壁与所述第一子电极层111的侧壁的相交处的电流密度。所述第一连接层190与所述第一子电极层111连接处的电流密度减小,发热量减小,所述磁场增强组件10的使用寿命提高。

电流在所述第二子电极层112与所述第一连接层190的连接处汇集,电流密度增大。所述第一连接层190的侧壁与所述第二子电极层112的侧壁的相交处设置弧形倒角,使得所述第一连接层190与所述第二子电极层112连接处形成喇叭形结构。所述第一连接层190与所述第二子电极层112连接处形成喇叭形结构可以减缓电流密度的突变,进而减小所述第一连接层190的侧壁与所述第二子电极层112的侧壁的相交处的电流密度。所述第二子电极层112与所述第一连接层190的连接处的电流密度减小,可以使发热量减小,进而可以延长所述磁场增强组件10的使用寿命。

请一并参见图9和图10,在一个实施例中,所述磁场增强器件20还包括支架500。所述柔性支架500为平板结构。所述多个磁场增强组件10平行间隔设置于所述柔性支架500。所述柔性支架500为所述多个磁场增强组件10提供支撑结构,增加所述多个磁场增强组件10之间相对位置的稳定性,进而增加反馈信号磁场的稳定性。

请一并参见图11,在一个实施例中,所述磁场增强器件20还包括输出匹配电路640。所述输出匹配电路640与所述第一电连接端911连接。所述输出匹配电路640还用于与信号采集装置连接。所述输出匹配电路640用于调节所述信号采集装置的阻抗值和谐振频率。

所述输出匹配电路640分别与所述第二结构302的两个电极连接。

所述磁场增强器件20通过所述输出匹配电路640可以调节所述信号采集装置两端的阻抗值,以使所述输出匹配电路640的输出阻抗与电缆的输出阻抗相匹配,以减少反射。所述磁场增强组件10所在的回路通过所述输出匹配电路640还可以调节谐振频率,以使输出侧的所述输出匹配电路640和所述信号采集装置的谐振频率等于目标频率,提高输出的检测信号强度。在射频接收阶段,所述磁场增强器件20谐振,所述磁场增强器件20的磁场与人体反馈信号产生的磁场特征相同。所述磁场增强组件10通过所述输出匹配电路640可以匹配输出阻抗和增加信号强度,可以取出检测信号。进一步的,所述磁场增强器件20能够更贴近受测物体,所述磁场增强组件10检测的灵敏度更高,检测的图像更清晰。

在一个实施例中,所述输出匹配电路640包括匹配电容641和调谐电容642。所述匹配电容641的一端与所述第一子电极层111连接。所述调谐电容642连接于所述匹配电容641的另一端与所述第二电极层120之间。所述调谐电容642的两端用于与所述信号采集装置连接。

所述调谐电容642与所述信号采集装置并联,所述调谐电容642主要用于调节信号输出端电路的谐振频率,以使所述信号采集装置所在的输出侧的谐振频率等于目标谐振频率。在射频接收阶段时,输出侧的所述输出匹配电路640和所述信号采集装置谐振,检测信号强度增强,便于检测信号输出。

所述匹配电容641与所述调谐电容642串联,且与所述信号采集装置串联。所述匹配电容641通过调节自身的容抗能够调节输出侧的所述输出匹配电路640的阻抗以使所述输出匹配电路640的输出阻抗与电缆的输出阻抗相匹配,以减少反射。典型的同轴线的输出阻抗为50欧姆或75欧姆。所述匹配电容641与所述调谐电容642可以为可调节电容。

在一个实施例中,所述磁场增强组件10还包括第二开关电路650。所述第二开关电路650连接于所述输出匹配电路640与所述第一子电极层111之间,所述第二开关电路650用于当处于射频接收阶段时导通。所述匹配电容641和所述第一子电极层111导通。所述输出匹配电路640谐振,检测信号可以输出给所述信号采集装置。

在一个实施例中,所述第二开关电路650包括第一开关元件651。所述第一开关元件651连接于所述输出匹配电路640与所述第一子电极层111之间。所述第一开关元件651用于当处于射频接收阶段时导通。所述第一开关元件651还用于当处于射频发射阶段时断开。

所述第一开关元件651可以是通过控制电路控制。在一个实施例中,所述第一开关元件651包括执行端和控制端。所述执行端连接于所述输出匹配电路640与所述第一子电极层111之间。所述执行端的两个接线点分别与所述匹配电容641和所述第一子电极层111连接。所述执行端与所述匹配电容641串联。控制端与外部的控制装置连接。所述控制端用于接收闭合和断开命令。在射频接收阶段,所述控制装置向所述控制端输出闭合命令。当所述控制端接收到闭合命令时,所述执行端闭合,所述匹配电容641和所述第一子电极层111导通。所述输出匹配电路640谐振,检测信号可以输出给所述信号采集装置。

在射频发射阶段,所述控制装置向所述控制端输出断开命令。当所述控制端接收到断开命令时,所述执行端断开。所述匹配电容641和所述第一子电极层111断开。所述输出匹配电路640不在有电流通过,检测信号不能输出给所述信号采集装置。

所述信号采集装置具有主动采集检测信号的作用。通过控制所述信号采集装置的信号采集时间和频率可以控制检测信号的输出。所述第二开关电路650可以与所述信号采集装置协作。在射频发射阶段,所述第二开关电路650断开,使得所述输出匹配电路640内没有电流通过,减小所述输出匹配电路640的磁场对发射阶段的射频信号的影响。

请一并参见图12,在一个实施例中,所述第一开关元件651包括反向串联的第一耗尽型MOS管652和第二耗尽型MOS管653。所述第一耗尽型MOS管652和所述第二耗尽型MOS管653并联连接于所述输出匹配电路640与所述第一子电极层111之间。所述第一耗尽型MOS管652的栅极和漏极与所述匹配电容641远离所述调谐电容642的一端连接。所述第一耗尽型MOS管652的源极与所述第二耗尽型MOS管653的源极连接。所述第二耗尽型MOS管653的栅极和漏极与所述第一子电极层111连接。

所述第一耗尽型MOS管652和所述第二耗尽型MOS管653用于当处于射频接收阶段时交替导通。所述第一耗尽型MOS管652和所述第二耗尽型MOS管653还用在射频发射阶段断开。

所述磁场增强组件10应用于MRI系统,以在射频接收阶段增强人体反馈信号的磁场强度。在MRI系统的射频发射阶段的磁场主要是射频装置发射的射频磁场。接收阶段的磁场主要是人体反馈信号产生的磁场。发射阶段的磁场能量是接收阶段的磁场能量的1000倍以上。发射阶段的所述磁场增强组件10的感应电压在几十伏到几百伏之间。接收阶段的所述磁场增强组件10的感应电压小于1V。

在射频接收阶段,所述第一耗尽型MOS管652和所述第二耗尽型MOS管653反向串联连接,能够保证所述第一耗尽型MOS管652和所述第二耗尽型MOS管653交替导通,所述输出匹配电路640中的电流连续流通。

在射频接收阶段,所述第一耗尽型MOS管652和所述第二耗尽型MOS管653两端的电压小于夹断电压,所述第一耗尽型MOS管652或所述第二耗尽型MOS管653的源漏极导通。所述匹配电容641和所述第一子电极层111导通。所述输出匹配电路640谐振,检测信号可以输出给所述信号采集装置。

在一个实施例中,所述输出匹配电路640与所述磁场增强器件20中部的所述磁场增强组件10的连接。所述磁场增强器件20中部的所述磁场增强组件10的两侧的所述磁场增强组件10对称分布,中部的所述磁场增强组件10的磁场受到两侧的影响均匀,检测信号稳定性较好,信号质量较好。因此,所述输出匹配电路640设置于中部的所述磁场增强组件10,输出的所述信号质量较好。

请一并参见图13,在一个实施例中,所述磁场增强器件20还包括第一谐振电路60。所述第一谐振电路60与所述第一电连接端911连接。所述第一谐振电路60用于使所述磁场增强器件20处于射频接收阶段时谐振。所述第一谐振电路60用于使所述磁场增强器件20处于射频发射阶段时失谐。

在一个实施例中,所述第一谐振电路60包括开关控制电路430。所述开关控制电路430的两端分别与所述第一子电极层111和所述第二电极层120连接。所述开关控制电路430用于在射频发射阶段导通,在射频接收阶段断开。

所述开关控制电路430与所述第二结构电容302并联。因此,在射频发射阶段,所述开关控制电路430导通,所述第一子电极层111和所述第二电极层120电连接。射频接收阶段,所述开关控制电路430关断,所述第一子电极层111和所述第二电极层120之间断开。所述开关控制电路430的开启电压可以大于1伏。即当所述第一子电极层111和所述第二电极层两端的压差大于1伏时,所述开关控制电路430导通。当所述第一子电极层111和所述第二电极层120之间的压差小于1伏时,所述开关控制电路430断开。

在射频发射阶段,由于结构电容上的压差较大,所述开关控制电路430导通。所述第一子电极层111和所述第二电极层120电连接。此时所述第一子电极层111和所述第二电极层120无法构成所述第二结构电容302。即所述磁场增强组件10所在的回路不具有谐振性能。因此所述磁场增强组件10所在的回路无法对射频发射场起到增强的作用。

而在射频接收阶段,所述第一子电极层111和所述第二电极层120上的压差较小,所述开关控制电路430关断,所述第一子电极层111和所述第二电极层断开。此时所述第一子电极层111和所述第二电极层120构成所述第二结构电容302。因此所述磁场增强组件10所在的回路在射频接收阶段具有良好的谐振频率。所述磁场增强组件10所在的回路具有非线性响应特性。所述磁场增强组件10所在的回路可以对检测部位的反馈信号所形成的射频磁场起到增强的作用。

请一并参见图14,在一个实施例中,所述第一谐振电路60还包括外接电容440。所述外接电容440的两端分别与所述第一子电极层111和所述第二电极层120连接。所述外接电容440可以为与所述第一子电极层111和所述第二电极层120并联的可调电容。所述外接电容440与所述第三结构电容303配合可以调节所述磁场增强组件10的谐振性能。在射频接收阶段,所述外接电容440与所述第三结构电容303并联,且所述外接电容440设置于所述第一端103,所述第三结构电容303设置于所述第二端104,能够平衡所述磁场增强组件10在延伸方向上的磁场,使磁场均匀性提高,对反馈信号的射频磁场的增强程度一致性提高,提高检测信号的质量。

所述外接电容440可以为固定电容,也可以为可调电容。当所述磁场增强组件10的使用条件确定,例如射频线圈的频率确定后,可以选择合适的固定电容,使得所述固定电容与所述第一子电极层110、所述第二电极层120和所述第一电介质层100构成的结构电容配合,使所述磁场增强器件10所在回路的谐振频率与所述射频线圈的频率相等,进而起到增强磁场的作用。当所述磁场增强器件10的使用环境不确定,例如射频线圈的频率不确定时,所述磁场增强器件10中可以采用可调电容。通过调节可调电容可以调节第一谐振电路60所在的回路的谐振频率,以使所述磁场增强器件10适用不同的环境。

在一个实施例中,所述开关控制电路430包括第一二极管431和第二二极管432。所述第一二极管431的阳极与所述第一子电极层111连接。所述述第一二极管431的阴极与所述第二电极层120连接。所述第二二极管432的阴极与所述第一子电极层111连接,所述第二二极管432的阳极与所述第二电极层120连接。

可以理解,所述第一二极管431和所述第二二极管432的导通电压可以在0伏到1伏。在一个实施例中,所述第一二极管431和所述第二二极管432的导通电压可以为0.8V。

请一并参见图15,在一个实施例中,所述第一谐振电路60还包括第三外接电容443。所述外接电容440和所述第三外接电容443串联于所述第一子电极层111和所述第二电极层120之间,且所述开关控制电路430并联连接于所述外接电容440的两端。所述开关控制电路430用于在射频发射阶段导通,在射频接收阶段断开。

所述第三外接电容443可以为可调节电容,在射频发射阶段,由于所述第一子电极层111和所述第二电极层120上的压差较大,所述开关控制电路430导通。所述第三外接电容443连接在所述第一子电极层111和所述第二电极层120之间,通过调节所述第三外接电容443可以调节所述磁场增强组件10所在的回路在射频发射阶段的失谐程度。即所述磁场增强组件10在射频发射阶段的失谐程度可以通过所述第三外接电容443调节。在射频发射阶段通过调节所述第三外接电容443可以使受测区域的磁场在加入所述磁场增强器件20之后与加入所述磁场增强器件20之前的磁场强度相同,此时受测区域保持原来的磁场强度,能够消除所述磁场增强器件20对射频发射阶段的影响,使得所述磁场增强器件20能够适用于所有的临床序列,提高了所述磁场增强器件20的临床实用性。

请一并参见图16,在一个实施例中。所述第一谐振电路60还包括第五外接电容445。所述第五外接电容445和所述开关控制电路430串联连接于所述第一子电极层111和所述第二子电极层112之间。所述第五外接电容445和所述开关控制电路430串联形成的电路与所述外接电容440并联。

因此,当所述开关控制电路430导通时,所述第五外接电容445和所述外接电容440并联于所述第一子电极层111和所述第二子电极层112。相比于两个电容串联,当所述磁场增强组件10的总电容值相等时,所述第五外接电容445和所述外接电容440并联的容值更大,因此所需的所述第二结构电容302和所述第三结构电容303的电容值可以较小,因此所述磁场增强组件10损耗降低。

在射频发射阶段,所述磁场增强组件10所在回路的谐振频率偏离磁共振系统工作频率较远,因此通过调节所述第五外接电容445和所述外接电容440,能够保证在磁共振系统的射频发射阶段,有无所述磁场增强组件10的磁场强度相同。可以理解,所述磁场增强组件10所在的回路的线性响应特性决定了其在射频发射和射频接收阶段具有相同谐振性能。

在射频发射阶段,所述第一子电极层111和所述第二子电极层112之间的电压差较大,所述开关控制电路430导通。所述外接电容440和所述第五外接电容445串联于所述第一子电极层111和所述第二子电极层112之间。

而在射频接收阶段,所述述第一子电极层111和所述第二子电极层112之间的电压差较小,所述开关控制电路430关断。只有所述外接电容440串联于所述第一子电极层111和所述第二子电极层112之间。通过调节所述外接电容440,能够调节所述磁场增强组件10所在回路的谐振频率,使得所述谐振频率与射频线圈的频率相等,从而大幅增强射频接收场,提高图像信噪比。

所述第五外接电容445和所述外接电容440并联后的电路可以通过所述第一连接层190和所述第二连接层191连接。

通过调节所述外接电容440和所述第五外接电容445,能够使得所述磁场增强组件10所在的回路在射频接收阶段具有良好的谐振频率。最终使得所述磁场增强组件10所在的回路在接收阶段的谐振频率达到磁共振系统的工作频率。

请一并参见图17,在一个实施例中,所述磁场增强组件10包括第一电介质层100、第一电极层110、第二电极层120、第三电极层130、第四电极层140和第二谐振电路70。所述第一电介质层100具有间隔相对设置的第一端103和第二端104。所述第一电介质层100包括相对的第一表面101和第二表面102。所述第一电极层110和所述第二电极层120间隔设置于所述第一表面101。所述第一电极层110靠近所述第一端103设置。所述第二电极层120靠近所述第二端104设置。所述第三电极层130和所述第四电极层140间隔设置于所述第二表面102。所述第三电极层130靠近所述第一端103设置。所述第四电极层140靠近所述第二端104设置。所述第一电极层110在所述第一电介质层100的正投影与所述第三电极层130在所述第一电介质层100的正投影部分重叠。所述第一电极层110、所述第一电介质层100和所述第三电极层130构成第二结构电容302。所述第二电极层120在所述第一电介质层100的正投影与所述第四电极层140在所述第一电介质层100的正投影部分重叠。所述第二电极层120、所述第一电介质层100和所述第四电极层140构成第三结构电容303。所述第二结构电容302与所述第三结构电容303连接。

所述第二谐振电路70的一端与所述第一电极层110连接。所述第二谐振电路70的另一端与所述第二电极层120连接。所述第二谐振电路70用于使所述磁场增强组件10所在的回路在处于射频接收阶段时导通,所述第二谐振电路70还用于在射频发射阶段处于高阻状态。

本申请实施例中的所述磁场增强器件20中的所述第二谐振电路70用于使所述磁场增强组件10在处于射频接收阶段时导通,以提高人体反馈信号的磁场强度。所述第二谐振电路70还用于在射频发射阶段处于高阻状态。在射频接收阶段,所述第二谐振电路70使得所述第一电极层110与所述第二电极层120连接,形成LC振荡电路。在射频发射阶段,所述第二谐振电路70使得所述第一电极层110与所述第二电极层120断开,无法形成LC振荡电路,不具有增强磁场的作用,减少对射频发射磁场的影响。

所述第二结构电容302为所述第一电连接端911。所述第三结构电容303为所述第二电连接端912。所述第一导电片510分别与所述多个磁场增强组件10的所述第三电极层130连接。所述第二导电片520分别与所述多个磁场增强组件10的所述第四电极层140连接。

在一个实施例中,所述第二谐振电路70包括第三耗尽型MOS管231与第四耗尽型MOS管232。所述第三耗尽型MOS管231的源极与所述第二电极层120电连接。所述第三耗尽型MOS管231的栅极和漏极与所述第四耗尽型MOS管232的栅极和漏极电连接。所述第四耗尽型MOS管232的源极与所述第一电极层110电连接。

所述第三耗尽型MOS管231与所述第四耗尽型MOS管232串联。在射频发射阶段,射频线圈发射射频发射信号,磁场的场强较大。所述磁场增强组件10所在的回路产生的感应电压较大。所述第三耗尽型MOS管231与所述第四耗尽型MOS管232之间的电压超过所述第三耗尽型MOS管231与所述第四耗尽型MOS管232的夹断电压,所述第三耗尽型MOS管231的源漏极不导通和所述第四耗尽型MOS管232的源漏极不导通。所述第二结构电容302和所述第三结构电容303之间几乎没有电流流通,所述磁场增强组件10所在的回路产生的磁场减弱,进而减小所述磁场增强组件10所在的回路对射频发射阶段磁场的影响,从而减小检测图像的伪影,提高检测图像的清晰度。

在射频接收阶段,检测部位发射反馈信号,磁场的场强较小。所述磁场增强组件10产生的感应电压较小。所述第三耗尽型MOS管231与所述第四耗尽型MOS管232之间的电压小于所述第三耗尽型MOS管231与所述第四耗尽型MOS管232的夹断电压,所述第三耗尽型MOS管231的源漏极导通和所述第四耗尽型MOS管232的源漏极导通。所述第二结构电容302和所述第三结构电容303连接,构成LC电路,可以增强磁场。

请一并参见图18,在一个实施例中,所述第二谐振电路70包括第三电容223、第一电感241和第一开关电路631。所述第三电容223的一端与所述第一电极层110连接。所述第三电容223的另一端与所述第三电极层130连接。所述第一电感241的一端与所述第三电极层130连接。所述第一开关电路631连接于所述第一电感241的另一端与所述第一电极层110之间。所述第一开关电路631用于在射频接收阶段时断开。所述第一开关电路631还用于在射频发射阶段时导通,以使所述第七控制电路630处于高阻状态。

所述磁场增强组件10中所述第一开关电路631用于在射频接收阶段时断开。所述第二结构电容302和所述第三结构电容303通过所述第三电容223连接。所述第一开关电路631和所述第一电感241不参与电路导通。所述第一开关电路631还用于在射频发射阶段时导通,所述第三电容223与所述第一电感241并联,使得所述第七控制电路630处于高阻状态。所述第二结构电容302和所述第三结构电容303之间断路。在射频信号发射阶段,所述第二结构电容302和所述第三结构电容303之间几乎没有电流流通,所述磁场增强组件10所在的回路产生的磁场减弱,进而减小所述磁场增强组件10所在的回路对射频信号发射阶段磁场的影响,从而减小检测图像的伪影,提高检测图像的清晰度。

所述第一开关电路631可以是通过控制电路控制。在一个实施例中,所述第一开关电路631包括开关元件和控制端。所述开关元件的一端与所述第一电感241远离所述第三电极层130的一端连接。所述开关元件的另一端与所述第一电极层110连接。控制端与外部的控制装置连接。所述控制端用于接收闭合和断开命令。在射频发射阶段,所述控制装置向所述控制端输出闭合命令。当所述控制端接收到闭合命令时,所述第一电感241与所述第一电极层110导通。所述第一电感241与所述第三电容223并联连接,发生并联谐振,处于高阻状态;所述第一电极层110与所述第三电极层130之间几乎没有电流流通。

在射频接收阶段,所述控制装置向所述控制端输出闭合命令。当所述控制端接收到断开命令时,所述第一电感241与所述第一电极层110断开。所述第一电极层110、所述第三电容223与所述第三电极层130串联连接,构成谐振电路的一部分。

在一个实施例中,所述第一开关电路631包括第三二极管213和第四二极管214。所述第三二极管213的正极与所述第一电极层110连接。所述第三二极管213的负极与所述第一电感241的另一端连接。所述第四二极管214的正极与所述第一电感241的另一端连接,所述第四二极管214的负极与所述第一电极层110连接。

所述第三二极管213和所述第四二极管214反向并联连接。在射频发射阶段,射频线圈发射射频发射信号,磁场的场强较大。所述磁场增强组件10产生的感应电压较大。加载在所述第三二极管213和所述第四二极管214两端的电压正反交替。加载的电压超过所述第三二极管213和所述第四二极管214的开启电压,所述第三二极管213和所述第四二极管214导通。所述第三电容223与所述第一电感241并联,使得所述第七控制电路630处于高阻状态。射频信号发射阶段,所述第二结构电容302和所述第三结构电容303之间几乎没有电流流通,所述磁场增强组件10所在的回路产生的磁场减弱,进而减小所述磁场增强组件10所在的回路对射频信号发射阶段磁场的影响,从而减小检测图像的伪影,提高检测图像的清晰度。

在射频接收阶段,检测部位发射反馈信号,磁场的场强较小。所述磁场增强组件10产生的感应电压较小。加载的电压不能达到所述第三二极管213和所述第四二极管214的开启电压,所述第三二极管213和所述第四二极管214不导通。所述第二结构电容302和所述第三结构电容303通过所述第三电容223连接,多个所述磁场增强组件10组成的磁场增强器件20处于谐振状态,起到增强磁场的作用。

在一个实施例中,所述第三二极管213和所述第四二极管214的开启电压均在0至1V之间。在一个实施例中,所述第三二极管213和所述第四二极管214的开启电压相同,以使在所述磁场增强器件20在射频接收阶段连续增加磁场强度,提高反馈信号的稳定性。在一个实施例中,所述第三二极管213和所述第四二极管214的开启电压为0.8V。

在一个实施例中,所述第三二极管213和所述第四二极管214的型号相同,所述第三二极管213和所述第四二极管214导通后的压降相同,以使在所述磁场增强器件20在射频接收阶段磁场强度的增大幅度相同,进一步提高反馈信号的稳定性。

请参见图19和图20,在一个实施例中,所述磁场增强组件10包括第一电极层110、第二电极层120、第三电极层120和第一电介质层100。所述第一电介质层100具有相对的第一端103和第二端104。所述第一电介质层100包括相对设置的第一表面101和第二表面102。所述第一电极层110和所述第三电极层120间隔设置于所述第一表面101。所述第一电介质层100开设有过孔103。所述过孔103中设置有电极材料。所述第三电极层130通过所述电极材料与所述第二电极层120电连接。所述第一电极层110在所述第一电介质层100的正投影与所述第二电极层120在所述第一电介质层100的正投影部分重叠,所述第一电极层110、所述第一电介质层100和所述第二电极层120形成第一结构电容150。

所述第一电极层110和所述第三电极层130未与所述第二电极层120重叠的部分,形成结构电感。

所述磁场增强组件10中的所述第一电极层110、所述第三电极层130和第一结构电容150构成LC振荡电路。

请参见图21,在一个实施例中,所述第一电极层110靠近所述第二电极层120的一端具有第一豁口411。所述第二电极层120靠近所述第一电极层110的一端具有第二豁口412。所述第一豁口411和所述第二豁口412在所述第一电介质层100的正投影重合。所述第一豁口411和所述第二豁口412的尺寸可以相同。

当将所述磁场增强组件10放置于磁共振系统中的激发场后,所述第一电极层110和所述第二电极层120在所述第一电介质层100的正投影的重合部分可以构成所述第一结构电容150。所述第一豁口411和所述第二豁口412能够改变所述第一结构电容150中的电场分布。所述第一豁口411和所述第二豁口412能够优化局部磁场分布,能够提高检测部位特定位置的检测效果。

请参见图22,在一个实施例中,所述第一电极层110靠近所述第二电极层120的一端具有第三豁口413。所述第三豁口413与所述第一豁口411间隔设置。所述第二电极层120靠近所述第一电极层110的一端具有第四豁口414。所述第四豁口414与所述第二豁口412间隔设置。所述第三豁口413和所述第四豁口414在所述第一电介质层100的正投影重合。可以理解,所述第一豁口411与所述第三豁口413的形状和大小可以相同。所述第二豁口412和所述第四豁口414的大小和形状可以相同。所述第一豁口411与所述第三豁口413之间的距离可以相同。所述第二豁口412和所述第四豁口414之间的距离可以相同。所述第三豁口413和所述第四豁口414可以位于所述第一电极层110和所述第二电极层120在所述第一电介质层100上正投影的重叠部分。所述第三豁口413和所述第四豁口414进一步优化局部磁场分布,提高检测部位特定位置的检测效果。

所述第一电极层110远离所述第三电极层130的一端为所述第一电连接端911。所述第三电极层130远离所述第一电极层110的一端为述第二电连接端912。所述第一导电片510分别与所述多个磁场增强组件10的所述第一电极层110远离所述第三电极层130的一端连接。所述第二导电片520分别与所述多个磁场增强组件10的所述第三电极层130远离所述第一电极层110的一端连接。

请一并参见图23,在一个实施例中,所述输出匹配电路640分别与所述第一结构电容150的两个电极连接。即所述输出匹配电路640的一端与所述第一电极层110构成所述第一结构电容150的部分电极连接,所述输出匹配电路640与所述第二电极层120构成所述第一结构电容150的部分电极连接。所述输出匹配电路640用于调节所述信号采集装置的阻抗值和谐振频率。

请一并参见图24,在一个实施例中,所述第一谐振电路60与所述第一结构电容150的两个电极连接。即所述第一谐振电路60的一端与所述第一电极层110构成所述第一结构电容150的部分电极连接,所述第一谐振电路60的另一端与所述第二电极层120构成所述第一结构电容150的部分电极连接。

请一并参见图25,在一个实施例中,所述第一电极层110未构成所述第一结构电容150的部分电极起到连接线的作用。所述第一电极层110未构成所述第一结构电容150的部分电极开设端口,所述第二谐振电路70的两端与端口的两端一一连接。所述第二谐振电路70用于在射频接收阶段使所述第一电极层110处于两端导通的状态。所述第二谐振电路70用于在射频发射阶段处于高阻状态,以减小所述磁场增强组件10所在的回路对射频发射阶段磁场的影响。

在一个实施例中,所述支架500的表面设置有多个固定结构930。所述多个固定结构930阵列排布。多个所述固定结构930用于一一固定所述磁场增强组件10。所述多个固定结构930在所述柔性支架500的同一个表面阵列排布。通过所述固定结构930可以使所述磁场增强组件10固定于所述柔性支架500。

所述固定结构930可以为绑带或卡扣等。所述磁场增强组件10通过所述固定结构930可拆卸式固定于所述柔性支架500。

在一个实施例中,所述固定结构930包括间隔设置的第一固定件931和第二固定件932。所述第一固定件931用于固定所述磁场增强组件10的一端。所述第二固定件932用于固定所述磁场增强组件10的另一端。所述第一固定件931和所述第二固定件932分别用于固定所述磁场增强组件10的两端。

在一个实施例中,所述第一固定件931包括U型卡扣。U型卡扣的两端包括安装板。安装板开设通孔。所述柔性支架500的对应位置开设螺纹孔。当需要将所述磁场增强组件10安装于所述柔性支架500时,仅需所述磁场增强组件10对应放置于所述柔性支架500的表面,再将所述U型卡扣压在所述磁场增强组件10,用螺栓穿过所述U型卡扣的通孔并拧入所述柔性支架500的螺纹孔中。当需要将所述磁场增强组件10拆离所述柔性支架500,仅需将螺栓拧下。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合,为使描述简洁,未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述,然而,只要这些技术特征的组合不存在矛盾,都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本申请的几种实施方式,但并不能因此而理解为对本申请专利范围的限制。应当指出的是,对于本领域的普通技术人员来说,在不脱离本申请构思的前提下,还可以做出若干变形和改进,这些都属于本申请的保护范围。因此,本申请专利的保护范围应以所附权利要求为准。

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