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一种体线圈及 磁共振成像系统

阅读：664发布：2024-02-10

专利汇可以提供一种体线圈及磁共振成像系统专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本发明公开了一种磁共振成像系统的体线圈和磁共振成像系统。其中，体线圈包括主体和调谐失谐电路；调谐失谐电路连接在所述主体上，用于利用一控制信号对所述主体进行调谐失谐控制；调谐失谐电路包括控制信号接口、开关二极管单元和交流直流变换电路；控制信号接口用于接收所述控制信号；开关二极管单元为至少1个，用于分别串联在所述体线圈主体的至少一个天线腿上和/或至少一个端环上；所述交流直流变换电路包括一整流电路，用于将磁共振成像系统中的输入射频发射信号的功率变换为一直流电流，所述直流电流用于为所述开关二极管单元的导通提供直流电流。所述体线圈能降低直流电源的成本，并解决二极管的发热问题。，下面是一种体线圈及磁共振成像系统专利的具体信息内容。

权利要求

1.一种磁共振成像系统的体线圈，包括：一主体(100)和一调谐失谐电路(200、300、
400、500)；其中，
所述主体(100)包括两个端环(110)和连接在所述两个端环(110)之间的均匀分布的多个天线腿(120)；
所述调谐失谐电路连接在所述主体(100)上，用于利用一控制信号对所述主体(100)进行调谐失谐控制；所述调谐失谐电路(200、300、400、500)包括一控制信号接口(210)、一开关二极管单元(220)和一交流直流变换电路(230)；其中，
所述控制信号接口(210)用于接收所述控制信号；所述控制信号包括一直流电流信号；
所述开关二极管单元(220)为至少1个，用于分别串联在所述主体(100)的至少一个天线腿(120)上和/或至少一个端环(110)上，每个开关二极管单元(220)由至少一个开关二极管(D1)通过串联和/或并联组成；
所述交流直流变换电路(230)包括一整流电路(231)，用于将磁共振成像系统的输入射频发射信号的功率变换为一直流电流；
所述控制信号的直流电流信号和所述交流直流变换电路(230)的直流电流将所述开关二极管单元(220)导通，所述交流直流变换电路(230)的数量与开关二极管单元(220)的数量相同，分别用于为一个开关二极管单元(220)的导通提供直流电流，每个交流直流变换电路(230)进一步包括一与所述整流电路(231)串联的第一分流电感(L1)；
所述调谐失谐电路(200、300)进一步包括对应开关二极管单元(220)数量的至少一个第二分流电感(L2)，每个第二分流电感(L2)用于与一个开关二极管单元(220)串联在主体(100)的天线腿(120)或端环(110)上，构成所述天线腿(120)或端环(110)上的开关单元(240)；
每个交流直流变换电路(230)的两端分别与一个开关单元(240)的两端相连；
所述第一分流电感(L1)和所述第二分流电感(L2)用于对磁共振成像系统中的输入射频发射信号在所述开关二极管单元(220)和所述整流电路(231)上进行分流。
2.根据权利要求1所述的体线圈，其特征在于，所述控制信号接口(210)与所述开关二极管单元(220)的正极连接，或与所述第二分流电感(L2)连接。
3.根据权利要求1所述的体线圈，其特征在于，所述调谐失谐电路(300)进一步包括对应开关二级管单元(220)数量的控制电路(250)，每个控制电路(250)用于与一个开关二极管单元(220)串联或与一个整流电路(231)串联；
所述控制信号还包括一直流电压信号；
所述控制电路(250)用于在所述控制信号为直流电压信号时，使整流电路(231)和开关二极管单元(220)截止。
4.根据权利要求3所述的体线圈，其特征在于，每个控制电路(250)包括一与开关二极管单元(220)或整流电路(231)串联的三极管(V1)，和一个连接在所述三极管(V1)的基极和集电极、或基极和发射极之间的旁路二极管(D3)；以及并联在所述三极管(V1)各个管脚之间的至少两个交流直通电容(C1、C2、C3)。
5.根据权利要求1所述的体线圈，其特征在于，所述交流直流变换电路(230)为1个，所述交流直流变换电路(230)与任一个开关二极管单元(220)相并联；其余的开关二极管单元(220)与连接有所述交流直流变换电路(230)的开关二极管单元(220)分别通过一射频扼流电感(L5)进行并联。
6.根据权利要求5所述的体线圈，其特征在于，所述交流直流变换电路(230)进一步包括一与所述整流电路(231)串联的第一分流电感(L1)；
所述调谐失谐电路(400、500)进一步包括一第二分流电感(L2)，所述第二分流电感(L2)用于与连接有所述交流直流变换电路(230)的开关二极管单元(220)串联在对应的天线腿(120)或端环(110)上，构成所述天线腿(120)或端环(110)上的开关单元(240)；
所述交流直流变换电路(230)的两端分别与所述开关单元(240)的两端相连；
所述第一分流电感(L1)和所述第二分流电感(L2)用于对磁共振成像系统中的输入射频发射信号在所述开关二极管单元(220)和所述整流电路(231)上进行分流。
7.根据权利要求6所述的体线圈，其特征在于，所述控制信号接口(210)与连接有所述交流直流变换电路(230)的开关二极管单元(220)的正极连接，或与所述第二分流电感(L2)连接。
8.根据权利要求5所述的体线圈，其特征在于，所述调谐失谐电路(500)进一步包括一控制电路(250)，所述控制电路(250)用于与所述开关二极管单元(220)串联或与所述整流电路(231)串联；
所述控制信号还包括一直流电压信号；
所述控制电路(250)用于在所述控制信号为直流电压信号时，使整流电路(231)和开关二极管单元(220)截止。
9.根据权利要求8所述的体线圈，其特征在于，所述控制电路(250)包括一与所述开关二极管单元(220)或整流电路(231)串联的三极管(V1)，和一个连接在所述三极管(V1)的基极和集电极、或基极和发射极之间的旁路二极管(D3)；以及并联在所述三极管(V1)各个管脚之间的至少两个交流直通电容(C1、C2、C3)。
10.一种磁共振成像系统，包括如权利要求1至9中任一项所述的体线圈。

说明书全文

一种体线圈及磁共振成像系统

技术领域

[0001] 本发明涉及磁共振成像系统技术领域，特别是一种用于磁共振成像系统的体线圈及磁共振成像系统。

背景技术

[0002] 磁共振成像(Magnetic Resonance Imaging，MRI)是利用磁共振现象进行成像的一种技术。磁共振成像(MRI)系统通常包括一个腔型超导磁体、环绕在超导磁体内的梯度线圈、位于梯度线圈内的腔型的体线圈、放置病人的检查台床板，以及用于覆盖病人某个部位的局部线圈。其中，体线圈既可作为发射线圈又可作为接收线圈，局部线圈则主要作为接收线圈。其中，超导磁体提供沿磁体轴线方向的均匀的主磁场B0，主磁场B0的场强最大，且一直存在。体线圈用作发射线圈时，用于发射射频信号，提供与磁场B0垂直的磁场B1，磁场B1的场强较B0小，且仅在工作时产生。B1场为频率场，以Y*B0的频率旋转，在1.5T的B0下的频率为64MHz左右。人体内水分子中的氢原子受激发后，产生偏转，而后以非辐射的方式回到“基态”，接收线圈通过感应，接收此过程中的信号。为了区别空间中各氢原子的位置，梯度线圈在空间的三个方向产生大小不同的“梯度磁场”，使空间中任何一点处的磁场大小都不相同，通过对接收线圈所接收的信号根据梯度磁场进行后期计算，得到相应位置的信号。

[0003] 鸟笼线圈是一种常用的体线圈。鸟笼线圈由两端的端环和中间的多条腿组成，分为高通、低通和带通三种。根据体线圈的类型，两个端环上和天线腿上会加入频率调谐电容。例如，低通型鸟笼线圈的频率调谐电容位于每条腿的中间，高通型鸟笼线圈的频率调谐电容位于两端的金属环上；带通型鸟笼线圈的频率调谐电容在腿间和端环上都可存在。在鸟笼线圈的每条腿上或若干腿上和/或端环上，通常会串联一个或多个开关二极管，如PIN二极管，作为体线圈的开关。当磁共振成像系统发射射频信号时，PIN二极管为正向电流供电，从而PIN二极管导通，体线圈调谐；当磁共振成像系统接收射频信号时，体线圈的PIN二极管为反向偏置，从而PIN二极管截止，体线圈失谐。

[0004] 图1为目前一种体线圈的结构示意图。如图1所示，该体线圈为一种高通鸟笼正交线圈。该鸟笼线圈具有16条腿，在每一条腿上串联有一个PIN二极管。当磁共振成像系统发射射频信号时，16个PIN二极管共需4.8A的电流供电，平均每个PIN二极管分配300mA，使得PIN二极管导通，体线圈调谐；当磁共振成像系统接收射频信号时，每个PIN二极管由-31伏反向电压供电，从而PIN二极管截止，体线圈失谐。

[0005] 目前常用的体线圈调谐/失谐方案虽然功能上没有问题，且也被广泛应用，但因为PIN二极管的供电电流很高，使得直流电源成本很高；而且当体线圈处于调谐状态时，尽管有时不发射射频能量或只发射很小的射频能量，但仍然需要持续提供4.8A的直流电，这增加了不必要的直流损耗，会引起PIN二极管的发热问题。

发明内容

[0006] 有鉴于此，本发明提出了一种体线圈，另一方面提出了一种磁共振系统，用以降低直流电源的成本，并解决PIN二极管的发热问题。

[0007] 本发明提出的一种磁共振成像系统的体线圈，包括：一主体和一调谐失谐电路；其中，

[0008] 所述主体包括两个端环和连接在所述两个端环之间的均匀分布的多个天线腿；

[0009] 所述调谐失谐电路连接在所述主体上，用于根据一控制信号对所述主体进行调谐失谐控制；所述调谐失谐电路包括一控制信号接口、一开关二极管单元和一交流直流变换电路；其中，

[0010] 所述控制信号接口用于接收所述控制信号；所述控制信号包括一直流电流信号；

[0011] 所述开关二极管单元为至少1个，用于分别串联在所述体线圈主体的至少一个天线腿上和/或至少一个端环上，每个开关二极管单元由至少一个开关二极管通过串联和/或并联组成；

[0012] 所述交流直流变换电路包括一整流电路，用于将磁共振成像系统中的输入射频发射信号的功率变换为一直流电流；

[0013] 所述控制信号的直流电流信号和所述交流直流变换电路的直流电流将所述开关二极管单元导通。

[0014] 在一个实施方式中，所述交流直流变换电路的数量与开关二极管单元的数量相同，分别用于为一个开关二极管单元的导通提供直流电流。

[0015] 在一个实施方式中，每个交流直流变换电路进一步包括一与所述整流电路串联的第一分流电感；

[0016] 所述调谐失谐电路进一步包括对应开关二极管单元数量的至少一个第二分流电感，每个第二分流电感用于与一个开关二极管单元串联在体线圈主体的天线腿或端环上，构成所述天线腿或端环上的开关单元；

[0017] 每个交流直流变换电路的两端分别与一个开关单元的两端相连；

[0018] 所述第一分流电感和所述第二分流电感用于对磁共振成像系统中的输入射频发射信号在所述开关二极管单元和所述整流电路上进行分流。

[0019] 在一个实施方式中，所述控制信号接口与所述开关二极管单元的正极连接，或与所述第二分流电感连接。

[0020] 在一个实施方式中，所述调谐失谐电路进一步包括对应开关二级管单元数量的控制电路，每个控制电路用于与一个开关二极管单元串联或与一个整流电路串联；所述控制信号还包括一直流电压信号；所述控制电路用于在所述控制信号为直流电压信号时，使整流电路和开关二极管单元截止。

[0021] 在一个实施方式中，每个控制电路包括一与开关二极管单元或整流电路串联的三极管，和一个连接在所述三极管的基极和集电极、或基极和发射极之间的旁路二极管；以及并联在所述三极管各个管脚之间的至少两个交流直通电容。

[0022] 在一个实施方式中，所述交流直流变换电路为1个，所述交流直流变换电路与任一个开关二极管单元相并联；其余的开关二极管单元与连接有所述交流直流变换电路的开关二极管单元分别通过一射频扼流电感进行并联。

[0023] 在一个实施方式中，所述交流直流变换电路进一步包括一与所述整流电路串联的第一分流电感；

[0024] 所述调谐失谐电路进一步包括一第二分流电感，所述第二分流电感用于与连接有所述交流直流变换电路的开关二极管单元串联在对应的天线腿或端环上，构成所述天线腿或端环上的开关单元；

[0025] 所述交流直流变换电路的两端分别与所述开关单元的两端相连；

[0026] 所述第一分流电感和所述第二分流电感用于对磁共振成像系统中的输入射频发射信号在所述开关二极管单元和所述整流电路上进行分流。

[0027] 在一个实施方式中，所述控制信号接口与连接有所述交流直流变换电路的开关二极管单元的正极连接，或与所述第二分流电感连接。

[0028] 在一个实施方式中，所述调谐失谐电路进一步包括一控制电路，所述控制电路用于与所述开关二极管单元串联或与所述整流电路串联；所述控制信号还包括一直流电压信号；所述控制电路用于在所述控制信号为直流电压信号时，使整流电路和开关二极管单元截止。

[0029] 在一个实施方式中，所述控制电路包括一与所述开关二极管单元或整流电路串联的三极管，和一个连接在所述三极管的基极和集电极、或基极和发射极之间的旁路二极管；以及并联在所述三极管各个管脚之间的至少两个交流直通电容。

[0030] 本发明中提供的一种磁共振成像系统，包括上述任一种实现形式的体线圈。

[0031] 从上述方案中可以看出，由于本发明实施例中的调谐失谐电路用小的调谐控制电流代替大的调谐控制电流，同时借用一能将输入射频发射信号的功率转换为直流电的交流直流变换电路，在磁共振成像系统发射射频信号时，为所述开关二极管提供附加的直流电流。既可以在体线圈发射射频信号时，保证流经所述开关二极管直流电流较大，降低射频损耗；又可以降低直流电源的成本，解决开关二极管的发热问题。

[0032] 此外，通过为交流直流变换电路和开关二极管设置分流电感，可以控制交流直流变换电路用于转换直流的输入射频发射信号分量，而且该分流电感不影响输入射频发射信号的传输。使得该调谐失谐电路的稳定性更有保障。而且，输入射频发射信号越大，产生的直流也越大，分流电感能够避免小信号时不必要的大电流直流造成的开关二极管发热问题。

[0033] 另外，通过仅设置一个交流直流变换电路，而将所有开关二极管单元通过射频扼流电感进行并联，既可实现调谐失谐电路的直流并联，又不影响射频信号产生的交流的传输，即不影响体线圈主体的正常工作；同时还可以减少调谐失谐电路的组件，进一步降低成本。

[0034] 另外，由于本发明的一种实现方式中还可以采用0伏的直流电压信号作为控制信号，因此可进一步简化电路结构、降低直流电源成本，并简化控制信号的切换。附图说明

[0035] 下面将通过参照附图详细描述本发明的优选实施例，使本领域的普通技术人员更清楚本发明的上述及其它特征和优点，附图中：

[0036] 图1为目前一种体线圈的结构示意图。

[0037] 图2A和图2B为本发明实施例一中的体线圈的结构示意图。图2B为图2A中调谐失谐电路200共用一个总的控制信号接口的结构示意图

[0038] 图3为本发明实施例二中的体线圈的结构示意图。

[0039] 图4为本发明实施例三中的体线圈的结构示意图。

[0040] 图5为本发明实施例四中的体线圈的结构示意图。

[0041] 其中，附图标记如下：

[0042]标号含义
100 体线圈主体
110 端环
120 天线腿
200、300、400、500 调谐失谐电路
210 控制信号接口
220 开关二极管单元
230 交流直流变换电路
231 整流电路
240 开关单元
250 控制电路
D1(包括带下标的标号) 开关二极管
D2(包括带下标的标号) 整流二极管
D3(包括带下标的标号) 旁路二极管
V1 三极管
L1、L2(包括带下标的标号) 分流电感
L3、L4、L5(包括带下标的标号) 射频扼流电感
R1 限流电阻
C1、C2、C3、C4 交流直通电容

具体实施方式

[0043] 本发明实施例中，为了降低直流电源的成本，并解决开关二极管的发热问题，考虑在保证体线圈的开关二极管两端的电压能够使得所述开关二极管导通的情况下仅为所述开关二极管持续提供一较小的调谐控制电流，同时提供一能将输入射频发射信号的功率转换为直流电的交流直流变换电路，以便在磁共振成像系统发射射频信号时，即产生电磁波时，为所述开关二极管提供附加的直流电流。既可以在体线圈发射射频信号时，保证流经所述开关二极管直流电流较大，降低射频损耗；又可以降低直流电源的成本，并且输入射频发射信号越大，产生的直流供电也越大，避免了小信号时或者没有信号时直流供电电流太大造成的开关二极管发热问题。

[0044] 本发明各个实施例中的体线圈，可包括：体线圈主体和调谐失谐电路。其中，所述体线圈主体包括两个端环和连接在所述两个端环之间的均匀分布的多个天线腿、以及设置在所述端环和/或所述天线腿上的多个频率调谐电容。所述调谐失谐电路连接在所述体线圈主体上，用于根据一控制信号对所述体线圈主体进行开关控制，也即调谐失谐控制。所述调谐失谐电路包括控制信号接口、开关二极管单元和交流直流变换电路。其中，所述控制信号接口用于接收所述控制信号；所述控制信号包括相互切换的一直流电流信号和一直流电压信号(有些实施例中也可以为0伏的直流电压信号)。所述开关二极管单元为至少1个，用于分别串联在所述体线圈主体的至少一个天线腿上和/或至少一个端环上，每个开关二极管单元由至少一个开关二极管通过串联和/或并联组成；所述开关二极管单元导通时，所述体线圈主体调谐；所述开关二极管单元截止时，所述体线圈主体失谐。所述交流直流变换电路包括一整流电路，用于将磁共振成像系统中的输入射频发射信号的功率变换为一直流电流，所述直流电流用于为所述开关二极管单元的导通提供直流电流。所述控制信号的直流电流信号和所述交流直流变换电路的直流电流将所述开关二极管单元导通；或者所述控制信号的直流电压信号将所述开关二极管单元截止。

[0045] 为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，以下举实施例对本发明进一步详细说明。

[0046] 实施例一

[0047] 图2A和图2B为本发明实施例一中的体线圈的结构示意图。其中，图2B为图2A中调谐失谐电路200共用一个总的控制信号接口的结构示意图。

[0048] 如图2A所示，该体线圈包括：体线圈主体100和调谐失谐电路200。

[0049] 其中，体线圈主体100包括两个端环110、连接在所述两个端环110之间的均匀分布的多个天线腿120，以及设置在所述端环和/或所述天线腿上的多个频率调谐电容130。针对不同的体线圈，天线腿120的数量可以不同，例如，可以为16个、12个、8个或其它数量个，本发明实施例中不对其进行限定。为描述方便，本文实施例中有时以包括16个天线腿的情况为例。另外，虽然本文各实施例中以图1所示高通体线圈为例进行的图示说明，但本发明中的技术方案并不限定为高通体线圈，也可以为低通体线圈或带通体线圈。为使图示中各组件更加清晰，本文各实施例中的体线圈主体100并未全部画出所有的天线腿120，且各天线腿120也并非采用均布的方式进行绘制，而只是示意性的画了几个天线腿120，并省略了一部分腿。因此不能根据各图中的各天线腿120之间的间隔来推算体线圈主体100总的天线腿120的数量(下同)。

[0050] 调谐失谐电路200连接在所述体线圈主体100上，用于根据一控制信号对所述体线圈主体100进行调谐失谐控制。

[0051] 调谐失谐电路200包括数量相同的多个控制信号接口210、多个开关二极管单元220和多个交流直流变换电路230。其中，每一个控制信号接口210、一个开关二极管单元220和一个交流直流变换电路230构成调谐失谐电路200的一个调谐失谐子电路201。也就是说，调谐失谐电路200包括多个调谐失谐子电路201，每个调谐失谐子电路201包括一个控制信号接口210、一个开关二极管单元220和一个交流直流变换电路230。为使图示更加清晰，本文实施例一和实施例二中仅示出一个调谐失谐子电路201的内部结构，其它调谐失谐子电路201的内部结构与之相同。实际应用中，调谐失谐子电路201可只串联在天线腿上，也可只串联在端环上，或者在天线腿和端环上同时分别串联至少一个调谐失谐子电路201。对于调谐失谐子电路201串联在天线腿上的情况，可以不在每条天线腿上均串联一个调谐失谐子电路201。也就是说，可以仅在设定数量的天线腿上分别串联一个调谐失谐子电路201。当然，调谐失谐电路200也可以仅包括一个调谐失谐子电路201，该调谐失谐子电路201设置在某个天线腿上或某个端环上。本实施例中，以每个天线腿120上设置一个调谐失谐子电路
201的情况为例进行描述。

[0052] 在每个调谐失谐子电路201中，控制信号接口210用于接收所述控制信号；所述控制信号包括相互切换的一直流电流信号和一直流电压信号。本实施例中，直流电流信号可以为10mA、9mA、11mA等；在交流直流变换电路230通过一个整流二极管实现的话，直流电压信号可以为0V、-0.5V、-0.65V，或者，在交流直流变换电路230通过两个串联的整流二极管实现的话，则直流电压信号可以为-1V、-1.35V等，也就是说，根据交流直流变换电路230的不同实现情况，直流电压信号可以取不同的值，但需使得所述交流直流变换电路230的整流电路无法开启。其中，当直流电压信号为0伏时，也相当于没有电压信号。

[0053] 每个开关二极管单元220可分别串连在体线圈主体100的天线腿120。与调谐失谐子电路201相对应，在其它实施例中，开关二极管单元220也可串联在端环110上。又或者，还可以部分分别串联在天线腿120上，部分串联在端环110上，具体可有多种连接方式。本实施例中，为描述方便，以只串联在天线腿120上的情况为例进行描述。本文各实施例中，每个开关二极管单元220可由至少一个开关二极管通过串联和/或并联组成，但为描述简便，本文中的各实施例中，均以每个开关二极管单元220为一个开关二极管D1的情况为例进行描述，且为了与普通二极管进行区分，本文中的开关二极管均以PIN二极管为例进行描述。在开关二极管单元220导通时，体线圈主体100调谐；在开关二极管单元220截止时，体线圈主体100失谐。

[0054] 每个交流直流变换电路230包括一整流电路231，用于将磁共振成像系统中的输入射频发射信号的功率变换为一直流电流，所述直流电流用于为所述开关二极管单元220提的导通供直流电流。为描述简便，本文中的各实施例中，均以整流电路231包括一个整流二极管D2的情况为例进行描述。

[0055] 所述控制信号的直流电流信号和所述交流直流变换电路230的直流电流将所述开关二极管单元220导通；或者所述控制信号的直流电压信号将所述开关二极管单元220截止。

[0056] 如图2A和图2B所示，实施例一中的每个交流直流变换电路230还包括一与整流电路231串联的第一分流电感L1。相应地，调谐失谐电路200也进一步包括对应开关二极管单元数量的多个第二分流电感L2，每个第二分流电感L2用于与一个开关二极管单元220串联在该开关二极管单元220所在的天线腿120上，构成所述天线腿120上的开关单元240。也就是说，每个调谐失谐子电路201中还包括一个第二分流电感L2，该第二分流电感L2与开关二极管单元220串联在天线腿120上，构成所述天线腿120上的开关单元240。

[0057] 每个交流直流变换电路230的两端分别与一个开关单元240的两端相连。即在每个调谐失谐子电路201中，交流直流变换电路230并联在开关单元240的两端进而通过一个射频扼流电感L3接地。

[0058] 第一分流电感L1和第二分流电感L2用于对磁共振成像系统中的输入射频发射信号在开关二极管单元220和整流电路231上进行分流。通过调整第一分流电感L1和第二分流电感L2的电感系数，可以调整交流直流变换电路230用于产生直流的电流分量。由于输入射频发射信号越大，产生的直流也越大，分流电感能够避免小信号时不必要的大电流直流造成的开关二极管发热问题。

[0059] 所述控制信号接口210可与开关二极管单元220的正极连接，或者也可与第二分流电感L2连接。

[0060] 当磁共振成像系统需要体线圈主体100调谐时，磁共振成像系统提供直流电流信号作为控制信号，此时开关二极管单元220导通，流经开关二极管单元220的电流仅为所述直流电流信号；当所述体线圈主体100发送射频信号时，交流直流变换电路230中的的第一分流电感L1和调谐失谐电路中的第二分流电感L2对所述输入射频发射信号进行分流后，流经交流直流变换电路230中的整流电路231的输入射频发射信号被整流成直流电并输出至所述开关二极管单元220的正极，此时流经开关二极管单元220的电流即为所述直流电流信号加上所述交流直流变换电路230提供的直流电流。

[0061] 当磁共振成像系统需要体线圈主体100失谐时，磁共振成像系统提供直流电压信号作为控制信号，此时开关二极管单元220截止。

[0062] 本实施例一中，如图2B所示，各调谐失谐子电路201的控制信号接口210也可以分别通过一个射频扼流电感L41、L42、L43、……进行并联后连接至一个总的控制信号接口210，用于接收一个总的控制信号，该总的控制信号的直流电压信号与并联之前的单个的调谐失谐子电路201的直流电压信号是一样的，例如，仍为0V、-0.5V或-1V等，但总的控制信号的直流电流信号却是并联之前的单个的调谐失谐子电路201的直流电流信号的总和，例如，若体线圈具有16条天线腿，且每个天线腿上串联有一个调谐失谐子电路201，则总直流电流信号则为160mA、144mA、176mA等。图2B中以包括16个调谐失谐子电路201的情况为例，每个调谐失谐子电路201中的组件分别用下标1、2、……、16来标识不同调谐失谐子电路201中的编号。

[0063] 实施例二

[0064] 图3为本发明实施例二中的体线圈的结构示意图。如图3所示，该体线圈包括：体线圈主体100和调谐失谐电路300。

[0065] 其中，体线圈主体100包括两个端环110、连接在所述两个端环110之间的均匀分布的多个天线腿120，以及设置在所述端环和/或所述天线腿上的多个频率调谐电容130。针对不同的体线圈，天线腿120的数量可以不同，例如，可以为16个、12个、8个或其它数量个，本发明实施例中不对其进行限定。另外，体线圈也不限定为高通体线圈，也可以为低通体线圈或带通体线圈。

[0066] 调谐失谐电路300连接在所述体线圈主体100上，用于根据一控制信号对所述体线圈主体100进行调谐失谐控制。

[0067] 调谐失谐电路300包括数量相同的多个控制信号接口210、多个控制电路250、多个开关二极管单元220和多个交流直流变换电路230。其中，每一个控制信号接口210、一个控制电路250、一个开关二极管单元220和一个交流直流变换电路230构成调谐失谐电路300的一个调谐失谐子电路301。也就是说，调谐失谐电路300包括多个调谐失谐子电路301，每个调谐失谐子电路301包括一个控制信号接口210、一个控制电路250、一个开关二极管单元220和一个交流直流变换电路230。本实施例中，仍以每个天线腿120上设置一个调谐失谐子电路201的情况为例进行描述。当然，调谐失谐电路200也可以仅包括一个调谐失谐子电路
201，该调谐失谐子电路201设置在某个天线腿上或某个端环上。或者，包括两个或两个以上的调谐失谐子电路201，这些调谐失谐子电路201可只串联在天线腿上，也可只串联在端环上，或者在天线腿和端环上同时分别串联至少一个调谐失谐子电路201。

[0068] 在每个调谐失谐子电路301中，控制信号接口210用于接收所述控制信号；所述控制信号包括相互切换的一直流电流信号和一直流电压信号。本实施例中的直流电流信号可以为10mA、9mA、11mA等，直流电压信号可以为-31V、-30V等使得所述交流直流变换电路230的整流电路无法开启的负电压信号。

[0069] 每个控制电路250用于与一个开关二极管单元220串联或与一个交流直流变换电路230的整流电路串联；用于在所述控制信号为直流电压信号时，使交流直流变换电路230不工作，并使开关二极管单元220截止。例如，使交流直流变换电路230的整流电路截止。其中，控制电路250可有多种结构实现形式。例如，可由MOS管实现，或者也可以由三极管实现。当由三极管实现时，该控制电路250可包括一与所述开关二极管单元220或交流直流变换电路230的整流电路串联的三极管，和一个连接在所述三极管的基极和集电极、或基极和发射极之间的旁路二极管；以及并联在所述三极管各个管脚之间的至少两个交流直通电容。

[0070] 本实施例中，以控制电路250与开关二极管单元220串联的情况为例。本实施例中，该控制电路250可包括一三极管V1、一个连接在所述三极管V1的基极和发射极之间的旁路二极管D3和并联在所述三极管V1各个管脚之间的交流直通电容C1、C2和C3。

[0071] 本实施例中，三极管V1和开关二极管单元220串连在体线圈主体100的天线腿120上。旁路二极管D3的负极与三极管V1的基极相连，正极与三极管V1的发射极相连。其中，三极管V1的基极与所述控制信号接口210连接，所述控制信号的直流电流信号将所述三极管导通，同时所述控制信号的直流电流信号和所述交流直流变换电路230的直流电流将所述开关二极管单元220导通；或者所述控制信号的直流电压信号直接通过旁路二极管D3引至开关二极管单元220的正极，从而使得所述开关二极管单元220截止；同时所述直流电压信号通过使所述三极管V1截止，进而使得交流直流变换电路230整流电路截止。在开关二极管单元220导通时，体线圈主体100调谐；在开关二极管单元220截止时，体线圈主体100失谐。

[0072] 其中，交流直通电容C1、C2和C3用于将来自体线圈主体100的输入射频发射信号引导至导通的开关二极管单元220，以不影响体线圈主体100的工作。

[0073] 每个交流直流变换电路230包括整流电路231和第一分流电感L1，用于将磁共振成像系统中的输入射频发射信号的功率变换为一直流电流，所述直流电流用于为所述开关二极管单元220的导通提供直流电流。同时，调谐失谐电路300还包括对应开关二极管单元数量的多个第二分流电感L2，每个第二分流电感L2用于与一个串联的三极管V1和开关二极管单元220串联在该开关二极管单元220所在的天线腿120上。也就是说，每个调谐失谐子电路301中还包括一个第二分流电感L2，该第二分流电感L2与三极管V1和开关二极管单元220串联在天线腿120上。本实施例中，三极管V1的集电极与第二分流电感L2连接，三极管V1的发射极与开关二极管单元220的正极连接。反之亦然。第二分流电感L2、三极管V1和开关二极管单元220共同构成所述天线腿120上的开关单元。

[0074] 每个交流直流变换电路230的两端分别与一个开关单元的两端相连。即在每个调谐失谐子电路301中，交流直流变换电路230并联在开关单元的两端进而通过一个射频扼流电感L3接地。

[0075] 第一分流电感L1和第二分流电感L2用于对磁共振成像系统中的输入射频发射信号在开关二极管单元220和整流电路231上进行分流。通过调整第一分流电感L1和第二分流电感L2的电感系数，可以调整交流直流变换电路230用于产生直流的电流分量。由于输入射频发射信号越大，产生的直流也越大，分流电感能够避免小信号时不必要的大电流直流造成的开关二极管发热问题。

[0076] 此外，本实施例二中，调谐失谐电路300进一步包括对应开关二极管单元数量的多个限流电阻R1，每个限流电阻R1连接在对应的控制信号接口210和三极管V1之间，用于对三极管V1形成保护，防止过大电流烧坏三极管V1，使电路更稳定工作。当然，在有些应用中，也可以不包括该限流电阻R1。

[0077] 本实施例二中，当磁共振成像系统需要体线圈主体100调谐时，磁共振成像系统提供直流电流信号作为控制信号，此时三极管V1导通，并且此时体线圈主体100发送射频信号，交流直流变换电路230中的的第一分流电感L1和调谐失谐电路中的第二分流电感L2对输入射频发射信号进行分流后，流经交流直流变换电路230中的整流电路231的输入射频发射信号被整流成直流电流，该直流电流通过三极管V1的集电极输出至发射极，进而输出至开关二极管单元220的正极，使开关二极管单元220导通。

[0078] 当磁共振成像系统需要体线圈主体100失谐时，磁共振成像系统提供直流电压信号作为控制信号，此时直流电压信号通过旁路二极管D3直接引至开关二极管单元220的正极，三极管V1截止，同时体线圈主体100也不发射射频信号，所以交流直流变换电路230无法输出直流电流，因此开关二极管单元220截止。

[0079] 本实施例一中，各调谐失谐子电路301的控制信号接口210也可以并联后连接至一个总的控制信号接口(图中未示出)，用于接收一个总的控制信号，该总的控制信号的直流电压信号与并联之前的单个的调谐失谐子电路301的直流电压信号是一样的，例如，仍为-31V或-30V等，但总的控制信号的直流电流信号却是并联之前的单个的调谐失谐子电路301的直流电流信号的总和，例如，若体线圈具有16条天线腿，且每个天线腿上串联有一个调谐失谐子电路201，则总直流电流信号则为160mA、144mA、176mA等。

[0080] 上述两个实施例中，对应每条天线腿分别设置了一个调谐失谐子电路，且每个调谐失谐子电路具有相同的结构及连接关系。本申请中，为了进一步降低调谐失谐电路的成本，减少调谐失谐组件，考虑只采用一个控制信号接口210和一个交流直流变换电路230，而将位于天线腿上的多个开关二极管单元220进行并联的方式来实现上述调谐失谐电路的功能。下面分别通过两个实施例进行描述。

[0081] 实施例三

[0082] 图4为本发明实施例二中的体线圈的结构示意图。如图4所示，该体线圈包括：体线圈主体100和调谐失谐电路400。

[0083] 其中，体线圈主体100包括两个端环110、连接在所述两个端环110之间的均匀分布的多个天线腿120，以及设置在所述端环和/或所述天线腿上的多个频率调谐电容130。针对不同的体线圈，天线腿120的数量可以不同，例如，可以为16个、12个、8个或其它数量个，本发明实施例中不对其进行限定。但为了描述方便，本实施例三中以16个腿的情况为例进行描述。另外，体线圈也不限定为高通体线圈，也可以为低通体线圈或带通体线圈。

[0084] 调谐失谐电路400连接在所述体线圈主体100上，用于根据一控制信号对所述体线圈主体100进行调谐失谐控制。

[0085] 调谐失谐电路400包括一个控制信号接口210、多个开关二极管单元220和一个交流直流变换电路230。

[0086] 控制信号接口210用于接收所述控制信号；所述控制信号包括相互切换的一直流电流信号和一直流电压信号。本实施例三中考虑到各开关二极管单元220是并联后连接一个控制信号接口210，因此直流电流信号可以为160mA、144mA、176mA等，直流电压信号仍然可以为0V、-0.5V或-1V等使得所述交流直流变换电路230的整流电路无法开启的负电压信号。

[0087] 每个开关二极管单元220串连在体线圈主体100的一个天线腿120上。在其它实施例中，开关二极管单元220也可串联在端环110上。又或者，还可以部分分别串联在天线腿120上，部分串联在端环110上，具体可有多种连接方式。本实施例中，为描述方便，以每个开关二极管单元220串连在体线圈主体100的一个天线腿120上的情况为例进行描述。本文各实施例中，每个开关二极管单元220可由至少一个开关二极管通过串联和/或并联组成，但为描述简便，本文中的各实施例中，均以每个开关二极管单元220为一个开关二极管D1的情况为例进行描述，且为了与普通二极管进行区分，本文中的开关二极管均以PIN二极管为例进行描述。在开关二极管单元220导通时，体线圈主体100调谐；在开关二极管单元220截止时，体线圈主体100失谐。

[0088] 交流直流变换电路230与任一个开关二极管单元220(D11)并联；其余开关二极管单元D12、D13、……与连接有交流直流变换电路230的开关二极管单元220分别通过一射频扼流电感L51、L52、L53、……进行并联，同样接地时，也是分别通过一射频扼流电感L31、L32、L33、……进行接地。相应地，调谐失谐电路400进一步包括一个交流直通电容C4，该交流直通电容C4并联在射频扼流电感L51上，用于将来自体线圈主体100的输入射频发射信号引导至导通的开关二极管单元220，以不影响体线圈主体100的工作。

[0089] 同样，本实施例三中，交流直流变换电路230包括一整流电路231(D2)和一第一分流电感L1，用于将磁共振成像系统中的输入射频发射信号的功率变换为一直流电流，所述直流电流用于为各个开关二极管单元220的导通提供直流电流。

[0090] 调谐失谐电路400也包括一第二分流电感L2，第二分流电感L2与连接有交流直流变换电路230的开关二极管单元220串联在天线腿上，构成所述天线腿上的开关单元240。交流直流变换电路230的两端分别与开关单元240的两端相连。

[0091] 第一分流电感L1和第二分流电感L2用于对磁共振成像系统中的输入射频发射信号在开关二极管单元220和所述整流电路231上进行分流。

[0092] 实施例四

[0093] 图5为本发明实施例二中的体线圈的结构示意图。如图5所示，该体线圈包括：体线圈主体100和调谐失谐电路500。

[0094] 其中，体线圈主体100包括两个端环110、连接在所述两个端环110之间的均匀分布的多个天线腿120，以及设置在所述端环和/或所述天线腿上的多个频率调谐电容130。针对不同的体线圈，天线腿120的数量可以不同，例如，可以为16个、12个、8个或其它数量个，本发明实施例中不对其进行限定。但为了描述方便，本实施例四中以16个天线腿的情况为例进行描述。另外，体线圈也不限定为高通体线圈，也可以为低通体线圈或带通体线圈。

[0095] 调谐失谐电路500连接在所述体线圈主体100上，用于根据一控制信号对所述体线圈主体100进行调谐失谐控制。

[0096] 调谐失谐电路500包括一个控制信号接口210、多个开关二极管单元220、一个控制电路250和一个交流直流变换电路230。

[0097] 控制信号接口210用于接收所述控制信号；所述控制信号包括相互切换的一直流电流信号和一直流电压信号。本实施例三中考虑到各开关二极管单元220是并联后连接一个控制信号接口210，因此直流电流信号可以为160mA、144mA、176mA等，直流电压信号仍然可以为-30V、-31V等使得所述交流直流变换电路230的整流过程无法开启的负电压信号。

[0098] 每个开关二极管单元220串连在体线圈主体100的一个天线腿120上。在其它实施例中，开关二极管单元220也可串联在端环110上。又或者，还可以部分分别串联在天线腿120上，部分串联在端环110上，具体可有多种连接方式。本实施例中，为描述方便，以每个开关二极管单元220串连在体线圈主体100的一个天线腿120上的情况为例进行描述。本文各实施例中，每个开关二极管单元220可由至少一个开关二极管通过串联和/或并联组成，但为描述简便，本文中的各实施例中，均以每个开关二极管单元220为一个开关二极管D1的情况为例进行描述，且为了与普通二极管进行区分，本文中的开关二极管均以PIN二极管为例进行描述。在开关二极管单元220导通时，体线圈主体100调谐；在开关二极管单元220截止时，体线圈主体100失谐。

[0099] 交流直流变换电路230与任一个开关二极管单元230并联；其余开关二极管单元D12、D13、……与连接有交流直流变换电路230的开关二极管单元220分别通过一射频扼流电感L51、L52、L53、……进行并联，同样接地时，也是分别通过一射频扼流电感L31、L32、L33、……进行接地。

[0100] 交流直流变换电路230包括一整流电路231(D2)和一第一分流电感L1，用于将磁共振成像系统中的输入射频发射信号的功率变换为一直流电流，所述直流电流用于为各个开关二极管单元220的导通提供直流电流。同时，调谐失谐电路500也包括一第二分流电感L2，第二分流电感L2与连接有交流直流变换电路230的开关二极管单元220串联在天线腿上。

[0101] 控制电路250用于与所述开关二极管单元220串联或与所述整流电路231串联；用于在所述控制信号为直流电压信号时，使交流直流变换电路230不工作，并使开关二极管单元220截止。其中，控制电路250可有多种结构实现形式。例如，可由MOS管实现，或者也可以由三极管实现。当由三极管实现时，该控制电路250可包括一与所述开关二极管单元220或整流电路231串联的三极管，和一个连接在所述三极管的基极和集电极、或基极和发射极之间的旁路二极管；以及并联在所述三极管各个管脚之间的至少两个交流直通电容。

[0102] 本实施例中，以控制电路250与开关二极管单元220串联的情况为例。本实施例中，该控制电路250可包括一三极管V1、一个连接在所述三极管V1的基极和发射极之间的旁路二极管D3和并联在所述三极管V1各个管脚之间的交流直通电容C1、C2和C3。

[0103] 本实施例中，三极管V1串联在第二分流电感L2和开关二极管单元230之间；旁路二极管D3的负极与三极管V1的基极相连，正极与三极管V1的发射极相连。其中，三极管V1的基极与控制信号接口210连接。本实施例中，三极管V1的集电极与第二分流电感L2连接，发射极与连接有交流直流变换电路230的开关二极管单元220的正极连接。反之亦然。第二分流电感L2、三极管V1和开关二极管单元220共同构成所述天线腿120上的开关单元。交流直流变换电路230的两端分别与开关单元的两端相连。

[0104] 本实施例四中，旁路二极管D3用于在控制信号接口210接收到直流电压信号的控制信号时，将所述直流电压信号直接引至开关二极管单元220的正极，从而使得所述开关二极管单元220截止；同时所述直流电压信号通过使所述三极管V1截止，进而使得交流直流变换电路230整流电路截止。其中，交流直通电容C1、C2和C3用于将来自体线圈主体100的输入射频发射信号引导至导通的开关二极管单元220，以不影响体线圈主体100的工作。

[0105] 此外，本实施例二中，调谐失谐电路500进一步包括一个限流电阻R1，每个限流电阻R1连接在对应的控制信号接口210和三极管V1之间，用于对三极管V1形成保护，防止过大电流烧坏三极管V1，使电路更稳定工作。当然，在有些应用中，也可以不包括该限流电阻R1。

[0106] 本发明各个实施例中提供的一种磁共振成像系统的体线圈，包括：体线圈主体和调谐失谐电路；其中，所述体线圈主体包括两个端环、连接在所述两个端环之间的均匀分布的多个天线腿、以及设置在所述端环和/或所述天线腿上的多个频率调谐电容；所述调谐失谐电路连接在所述体线圈主体上，用于根据一控制信号对所述体线圈主体进行开关控制；所述调谐失谐电路包括控制信号接口、开关二极管单元和交流直流变换电路；其中，所述控制信号接口用于接收所述控制信号；所述控制信号包括相互切换的一直流电流信号和一直流电压信号(有些实施例中也可以为0伏的直流电压信号)；所述开关二极管单元为至少一个，用于在所述体线圈主体的每条天线腿上串联一个开关二极管单元，每个开关二极管单元由至少一个开关二极管串联组成；所述开关二极管单元导通时，所述体线圈主体调谐；所述开关二极管单元截止时，所述体线圈主体失谐；所述交流直流变换电路包括一整流电路，用于将磁共振成像系统中的输入射频发射信号的功率变换为一直流电流，所述直流电流用于为所述开关二极管单元的导通提供直流电流；所述控制信号的直流电流信号和所述交流直流变换电路的直流电流将所述开关二极管单元导通；或者所述控制信号的直流电压信号将所述开关二极管单元截止。

[0107] 本发明实施例中提供的磁共振成像系统可包括上述任一种实现方式的体线圈。

[0108] 以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

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