專利名稱：通過選擇性插入導(dǎo)電調(diào)諧元件進(jìn)行調(diào)諧的射頻陷波器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及射頻技術(shù)領(lǐng)域。它尤其應(yīng)用于磁諧振成像掃描器，下面也將特別參照該應(yīng)用場(chǎng)合進(jìn)行描述。然而，它也可以應(yīng)用于其他射頻應(yīng)用場(chǎng)合。
在磁諧振成像掃描器中，射頻線圈通常連接到射頻陷波器，以提供普通模式高阻抗給射頻電流。在一種普通構(gòu)造中，射頻陷波器是一種平衡蝶形陷波器，其包括兩個(gè)介電線圈架或者繞線筒。同軸電纜繞這兩個(gè)介電線圈架卷繞，從而限定出感應(yīng)元件。在該平衡蝶形拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)中，電纜繞在兩個(gè)線圈架上的反向螺旋體中，從而在這兩個(gè)線圈架中產(chǎn)生反向磁場(chǎng)。這種反向螺旋繞制提供了外部磁場(chǎng)抵消，該外部磁場(chǎng)抵消是有利的，因?yàn)樯漕l陷波器通常相對(duì)靠近射頻線圈設(shè)置，并且位于高磁場(chǎng)環(huán)境內(nèi)部。通過感應(yīng)元件的屏蔽導(dǎo)體連接電容，從而形成諧振LC電路，其諧振頻率為ωres=1LC---(1),]]>其中L是通過繞介電線圈架繞制電纜所形成感應(yīng)元件的感應(yīng)系數(shù)，C是電容值，而ωres是射頻陷波器的諧振頻率。
在構(gòu)建射頻陷波器中存在的一個(gè)難點(diǎn)是，難以對(duì)諧振頻率ωres進(jìn)行微調(diào)以便密切匹配磁諧振頻率。該磁諧振頻率通常是數(shù)十或數(shù)百兆赫。例如，在3.0特斯拉的主B0磁場(chǎng)中，該諧振頻率大約是128兆赫。商用離散固定值電容器不易獲得足夠小的容限裕度來確保該陷波器具有期望諧振頻率而不用微調(diào)諧振頻率ωres。
在一種微調(diào)的方法中，在蝶形陷波器中測(cè)試不同固定值的電容器。由于電容器和電容器之間的電容值變化很大(例如，商用電容器具有大約5％的典型容限裕度)，所以一些電容器產(chǎn)生的諧振要比其他電容器產(chǎn)生的諧振更接近期望諧振頻率。該方法具有許多缺點(diǎn)。它必須要維持大量的電容器來用于測(cè)試。然而，即使提供大量的電容器，也會(huì)存在手頭沒有電容器能夠提供期望諧振頻率的可能性。此外，在微調(diào)過程中，需要大量的人工勞動(dòng)來焊接和解焊電容器。
在另一種方法中，使用可變電容器?？勺冸娙萜魅菀渍{(diào)節(jié)從而可以提供微調(diào)。然而，高功率的可變電容器體積較大，這會(huì)對(duì)磁諧振成像掃描器殼體和內(nèi)腔中的空間帶來溢出性問題。而且可變電容器還比較昂貴。
在一些射頻陷波器中，通過調(diào)節(jié)電纜繞線的空間距離來實(shí)現(xiàn)調(diào)諧。然而，調(diào)節(jié)繞線是勞動(dòng)密集型工作，并且費(fèi)時(shí)，再者所調(diào)節(jié)的繞線能夠破壞蝶形陷波器的對(duì)稱性，以及減少有利的外部磁場(chǎng)抵銷。此外，所調(diào)節(jié)繞線空間距離因振動(dòng)、磁力或者其它影響而發(fā)生變化，這能夠?qū)е律漕l陷波器失諧。
本發(fā)明旨在提供一種改進(jìn)的裝置和方法以克服上述限制和其它限制。
根據(jù)一個(gè)方面，提供一種用于調(diào)諧射頻陷波器的方法，該陷波器具有感應(yīng)元件，其包括介電線圈架和繞制在線圈架周圍的同軸電纜。有效量的導(dǎo)電材料插入到介電線圈架中，該量能夠有效調(diào)節(jié)感應(yīng)元件的感應(yīng)系數(shù)，從而將射頻陷波器調(diào)諧到選定諧振頻率值。
根據(jù)另一個(gè)方面，公開了一種射頻陷波器，包括一個(gè)或多個(gè)介電線圈架。包括內(nèi)導(dǎo)體和同軸外導(dǎo)體的電纜的至少一部分繞制在該一個(gè)或多個(gè)介電線圈架周圍。繞制在該一個(gè)或多個(gè)介電線圈架周圍的該部分電纜的同軸外導(dǎo)體限定出至少一個(gè)感應(yīng)元件。電容跨接在該至少一個(gè)感應(yīng)元件上。選定量的導(dǎo)電材料插入到該一個(gè)或多個(gè)介電線圈架中。該選定量的導(dǎo)電材料配合該至少一個(gè)感應(yīng)元件以及電容從而限定出具有選定諧振頻率的諧振電路。
根據(jù)又一個(gè)方面，公開了一種裝置，包括射頻陷波器。該射頻陷波器包括偶數(shù)個(gè)介電線圈架、繞制在該介電線圈架周圍的同軸電纜以及多個(gè)調(diào)諧元件，其中調(diào)諧元件選擇性插入到介電線圈架中，以將射頻陷波器調(diào)諧到選定諧振頻率。
根據(jù)另一個(gè)方面，公開了一種射頻陷波器。包括內(nèi)導(dǎo)體和同軸外導(dǎo)體的電纜的至少一部分繞制在該一個(gè)或多個(gè)介電線圈架周圍。繞制在該一個(gè)或多個(gè)介電線圈架周圍的該部分電纜的同軸外導(dǎo)體限定出至少一個(gè)感應(yīng)元件。電容跨接在該至少一個(gè)感應(yīng)元件上。一個(gè)或多個(gè)導(dǎo)電緊固件將該一個(gè)或多個(gè)介電線圈架固定到基底。每個(gè)導(dǎo)電緊固件的至少一部分設(shè)置在它所緊固的介電線圈架的內(nèi)部。
一個(gè)優(yōu)點(diǎn)在于簡(jiǎn)化了射頻陷波器的調(diào)諧。
另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)在于減少了調(diào)諧射頻陷波器的成本。
又一個(gè)優(yōu)點(diǎn)在于獲得對(duì)射頻陷波器的精確調(diào)諧。
再一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是能夠?qū)Φ蜗莶ㄆ鞯睦@線進(jìn)行固定定位，這就減小了因振動(dòng)、磁影響或者其它影響導(dǎo)致繞線空間距離變化進(jìn)而導(dǎo)致失諧的可能性。
通過閱讀下面對(duì)優(yōu)選實(shí)施例的詳細(xì)描述，對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員而言許多其它的優(yōu)點(diǎn)和益處將變得清楚明顯。
本發(fā)明可以具體采用多種形式的部件以及部件結(jié)構(gòu)，以及采用多種過程操作和過程操作配置。附圖僅僅是用于闡述優(yōu)選實(shí)施例，而不應(yīng)當(dāng)建構(gòu)成限制本發(fā)明。


圖1示出磁諧振成像系統(tǒng)的圖形表示，其包括射頻蝶形陷波器。
圖2示出圖1的射頻蝶形陷波器的透視圖。
圖3示出圖2的射頻蝶形陷波器的一個(gè)繞線筒的透視圖。
圖4示出安裝在板上的圖2的射頻蝶形陷波器的透視圖，其中在該板上設(shè)置有印制電路電容器。
圖5示出連接到圖2的射頻蝶形陷波器的同軸電纜的片形電容器的透視圖。
圖6示出每個(gè)繞線筒中插有一個(gè)調(diào)諧螺釘以及為機(jī)械緊固而插入的一個(gè)不導(dǎo)電螺釘?shù)膱D2的射頻蝶形陷波器的透視圖。
圖7示出每個(gè)繞線筒中插有兩個(gè)調(diào)諧螺釘?shù)膱D2的射頻蝶形陷波器的透視圖，其中調(diào)諧螺釘還用作將射頻蝶形陷波器固定到板的緊固件。
圖8示出另一個(gè)射頻蝶形陷波器實(shí)施例的透視圖，其中采用安裝到板上的調(diào)諧桿。在圖8中，調(diào)諧桿插入一半，同時(shí)示出調(diào)諧桿的另一半對(duì)準(zhǔn)插入到繞線筒中。
圖9示出圖8的射頻蝶形陷波器的一個(gè)繞線筒的透視圖。
參照?qǐng)D1，磁諧振成像掃描器10包括外殼12，該外殼12中限定出大致圓柱形的掃描器內(nèi)腔14，在該內(nèi)腔中放置相關(guān)的成像主體16。主磁場(chǎng)線圈20設(shè)置在外殼12內(nèi)，其產(chǎn)生主B0磁場(chǎng)，該磁場(chǎng)方向大致沿掃描器內(nèi)腔14的中心軸22并平行于該中心軸22。主磁場(chǎng)線圈20通常為設(shè)置在低溫罩24內(nèi)的超導(dǎo)線圈，盡管還可以使用電阻性主磁體。
外殼12還容納或支承磁場(chǎng)梯度線圈30，其用于選擇性產(chǎn)生平行于內(nèi)腔14的中心軸22、橫斷中心軸22或者沿其它選定方向的磁場(chǎng)梯度。外殼12還容納或支承用于選擇性激勵(lì)和/或檢測(cè)磁諧振的射頻主體線圈32。設(shè)置在內(nèi)腔14內(nèi)的線圈系34包括多個(gè)線圈，在該示例性線圈系34中為特定的四個(gè)線圈，盡管能夠使用其它數(shù)量的線圈。線圈系34能夠用作用于平行成像的接收器的相控陣，用作用于傳感成像的靈敏度編碼(SENSE)線圈，等等。在一個(gè)實(shí)施例中，線圈系34是靠近成像主體16設(shè)置的表面線圈系。外殼12通常包括限定掃描器內(nèi)腔14的裝飾性內(nèi)襯36。
線圈系34能夠用于接收由整個(gè)主體線圈32激勵(lì)的磁諧振，或者該磁諧振能夠由線圈系34激勵(lì)并接收。此外，還考慮到利用線圈系34來激勵(lì)磁諧振以及利用整個(gè)主體線圈32來檢測(cè)磁諧振。應(yīng)當(dāng)理解的是，如果線圈32和34之一用于傳輸和接收，那么線圈32和34的另一個(gè)則可以省略。
主磁場(chǎng)線圈20產(chǎn)生主磁場(chǎng)B0。磁諧振成像控制器40操作磁場(chǎng)梯度控制器42來選擇性對(duì)磁場(chǎng)梯度線圈30勵(lì)磁，以及經(jīng)射頻開關(guān)45操作連接到射頻線圈32或者線圈系34的射頻傳輸器44來選擇性對(duì)射頻線圈或者射頻線圈系32、34進(jìn)行勵(lì)磁。通過選擇性操作磁場(chǎng)梯度線圈30和射頻線圈32或者線圈系34，則產(chǎn)生磁諧振，并且該磁諧振在成像主體16的感興趣區(qū)域的至少一部分中被空間編碼。通過經(jīng)梯度線圈30施加選定磁場(chǎng)梯度，則選定k空間軌跡被橫斷，例如笛卡爾軌跡、多個(gè)徑向軌跡或者螺旋形軌跡。此外，能夠獲取成像數(shù)據(jù)作為沿選定磁場(chǎng)梯度方向的投影。在成像數(shù)據(jù)獲取的讀取階段期間，磁諧振成像控制器40操作開關(guān)45，以將射頻接收器46耦合到線圈系34或者整個(gè)主體線圈32，從而獲取存儲(chǔ)在磁諧振數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器50中的磁諧振樣本。
通過重構(gòu)處理器52將成像數(shù)據(jù)重構(gòu)為圖像表示。在k空間采樣數(shù)據(jù)的情況下，可以采用基于傅立葉變換的重構(gòu)算法。根據(jù)所獲取的磁諧振成像數(shù)據(jù)的格式，還可以使用其它的重構(gòu)算法，例如基于濾波背投的重構(gòu)。對(duì)于SENSE成像數(shù)據(jù)，重構(gòu)處理器52從每個(gè)線圈所獲取的成像數(shù)據(jù)中重構(gòu)出折疊圖像，然后將該折疊圖像結(jié)合線圈靈敏度參數(shù)一起來產(chǎn)生展開重構(gòu)圖像。
由重構(gòu)處理器52產(chǎn)生的重構(gòu)圖像存儲(chǔ)在圖像存儲(chǔ)器54中，并且能夠顯示在用戶界面56上，存儲(chǔ)在非易失性存儲(chǔ)器中，經(jīng)本地內(nèi)部網(wǎng)或者因特網(wǎng)傳輸、查看、存儲(chǔ)、管理等等。用戶界面56也能夠使得放射學(xué)者、技術(shù)師或者磁諧振成像掃描器10的其它操作者能夠和磁諧振成像控制器40進(jìn)行通信，從而選擇、改變以及執(zhí)行磁諧振成像程序。
繼續(xù)參照?qǐng)D1，另外還參照?qǐng)D2-7，蝶形陷波器或者不平衡變壓器60(通過外殼12的部分切除而在圖1中披露)插入到連接射頻開關(guān)45和線圈32、34的連接線上。蝶形陷波器或者不平衡變壓器60提供普通模式高阻抗給射頻電流。如圖2所示，射頻陷波器60包括一對(duì)大致圓柱形的介電線圈架或繞線筒62，其中同軸電纜64繞制在其周圍。同軸電纜沿相反方向繞制在線圈架62周圍，以使得當(dāng)沿圖2所示的方向的參考電流“I”在電纜64中流動(dòng)時(shí)，在兩個(gè)線圈架62中產(chǎn)生相反方向的參考磁場(chǎng)“B”。因此，繞制在介電線圈架62周圍的那部分電纜64限定出感應(yīng)元件66，該感應(yīng)元件包括兩個(gè)串聯(lián)電連接的電感器。參考電流“I”和參考磁場(chǎng)“B”示出電流和磁場(chǎng)之間的相對(duì)關(guān)系；然而，電流和磁場(chǎng)的方向在射頻上來回切換。
在一個(gè)實(shí)施例中，每個(gè)介電線圈架或者繞線筒62包括形成在介電線圈架62的圓柱表面上的螺絲錐槽或者螺旋槽70(從圖3中可以最佳示出)。同軸電纜64由螺絲錐槽70容納以提供調(diào)準(zhǔn)以及確定同軸電纜64的線圈在介電線圈架62上的空間定位。在另一個(gè)實(shí)施例中(未示出)，省略了螺絲錐槽70。
電容器74跨接在感應(yīng)元件66上，以限定出LC諧振電路。更具體而言，電容器74跨接在同軸電纜64的屏蔽導(dǎo)體的兩端。電容器74在圖2中采用電容器電路符號(hào)示意性示出。在一個(gè)實(shí)施例中，蝶形陷波器60固定到印制電路板78(如圖4和7所示)，而電容器74為片形電容器(如圖5所示)。電纜64的末端被剝離，從而形成用于連接到印制電路板78、連接到射頻線圈32、34之一或者兩者的敷設(shè)電纜、或者連接到射頻勵(lì)磁或者檢測(cè)電路中的任何位置的連接端80。雖然示出印制電路板78僅支承蝶形陷波器60，但是應(yīng)當(dāng)理解的是，其它的射頻電路或者其它電子裝置能夠構(gòu)建在、受支承于印制電路板78和/或經(jīng)印制電路板78互連。
蝶形陷波器60具有的諧振頻率和感應(yīng)元件66的感應(yīng)系數(shù)和電容器74的電容相關(guān)。對(duì)于簡(jiǎn)單的平行LC諧振電路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，蝶形陷波器60具有根據(jù)等式(1)限定的諧振頻率ωtrap，也就是，ωtrap＝(LC)-0.5，其中L是感應(yīng)元件66的感應(yīng)系數(shù)，而C是電容器74的電容。還考慮采用其它的諧振電路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，對(duì)于這些其它的諧振電路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，諧振頻率可以具有不同的依賴于感應(yīng)元件的感應(yīng)系數(shù)的函數(shù)關(guān)系。
通常，電容器74是具有額定電容的商用電容器，該額定電容通常在特定容許限度內(nèi)變化。例如，電容可以具有5％的容許限度。類似的，通過在繞線筒62上繞制同軸電纜64而形成的感應(yīng)元件66具有特定典型容許限度，該特定典型容許限度和一些因素相關(guān)，例如電纜繞制的空間定位的可再現(xiàn)性、繞線筒62的密度和形狀的可再現(xiàn)性，等等。這些電容和感應(yīng)系數(shù)中的容許限度會(huì)導(dǎo)致產(chǎn)生對(duì)應(yīng)的蝶形陷波器的諧振頻率的容許限度，該容許限度太大而不能確保對(duì)應(yīng)于諧振頻率或者其它期望諧振頻率而對(duì)陷波器進(jìn)行精確調(diào)諧。
為了將蝶形陷波器60微調(diào)到磁諧振頻率或者另一個(gè)期望射頻諧振值，固定電容，而調(diào)節(jié)感應(yīng)元件66的感應(yīng)系數(shù)，以實(shí)現(xiàn)目標(biāo)諧振頻率。通過利用插入到線圈架62中的導(dǎo)電材料來調(diào)節(jié)感應(yīng)系數(shù)。在圖2-7所示的實(shí)施例中，導(dǎo)電材料是導(dǎo)電緊固件的形式，例如導(dǎo)電螺釘84(如圖6和7所示)，該導(dǎo)電螺釘擰入到線圈架62中固定線圈架62，因此將蝶形陷波器60固定到印制電路板78。
在一個(gè)實(shí)施例中，射頻陷波器60設(shè)置在主B0磁場(chǎng)中。在該實(shí)施例中，導(dǎo)電螺釘84是合適的非鐵磁體。將非鐵磁性導(dǎo)電材料插入到介電線圈架62中會(huì)有效降低感應(yīng)元件66的感應(yīng)系數(shù)。因此，根據(jù)ωtrap＝(LC)-0.5，減小的感應(yīng)系數(shù)L會(huì)導(dǎo)致蝶形陷波器諧振頻率ωtrap增加。隨著更多的非鐵磁性導(dǎo)電材料插入到介電線圈架62中，則陷波器諧振頻率ωtrap會(huì)增加。在該實(shí)施例中，應(yīng)當(dāng)將電容器74的電容選擇為足夠大以確保在任何非鐵磁性導(dǎo)電材料插入到介電線圈架62中之前陷波器諧振頻率小于期望陷波器諧振頻率值。
在另一個(gè)實(shí)施例中，射頻陷波器60設(shè)置在主B0磁場(chǎng)外部。在該實(shí)施例中，導(dǎo)電螺釘84能夠是非鐵磁體，如前所述，或者它們能夠是鐵磁體。將鐵磁性導(dǎo)電材料插入到介電線圈架62中會(huì)有效升高感應(yīng)元件66的感應(yīng)系數(shù)。因此，根據(jù)ωtrap＝(LC)-0.5，增加的感應(yīng)系數(shù)L會(huì)導(dǎo)致蝶形陷波器諧振頻率ωtrap減小。隨著更多的鐵磁性導(dǎo)電材料插入到介電線圈架62中，則陷波器諧振頻率ωtrap會(huì)降低。當(dāng)使用鐵磁性導(dǎo)電材料用于調(diào)諧時(shí)，應(yīng)當(dāng)將電容器74的電容選擇為足夠小以確保在任何鐵磁性導(dǎo)電材料插入到介電線圈架62中之前陷波器諧振頻率大于期望陷波器諧振頻率值。
當(dāng)射頻陷波器60設(shè)置在主B0磁場(chǎng)中時(shí)，使得陷波器60平衡以減小外部磁場(chǎng)是有利的。因此，介電線圈架62的數(shù)量?jī)?yōu)選為偶數(shù)。例如，可以如圖所示采用兩個(gè)線圈架62。同軸電纜66沿反向螺旋方向繞制在兩個(gè)介電線圈架62上，從而在兩個(gè)線圈架62中產(chǎn)生反平行磁場(chǎng)。此外，相等數(shù)量的導(dǎo)電調(diào)諧材料優(yōu)選插入到兩個(gè)介電線圈架62中的每一個(gè)當(dāng)中，從而保持微調(diào)蝶形陷波器中的磁場(chǎng)平衡。
在另一個(gè)實(shí)施例中，利用導(dǎo)電螺釘84或者電絕緣螺釘85(例如，特氟綸螺釘)或者導(dǎo)電螺釘84和電絕緣螺釘85的一些組合形式，將繞線筒62固定到印制電路板78。導(dǎo)電螺釘84和電絕緣螺釘85可以機(jī)械互換。
如圖6和7所示，每個(gè)繞線筒62通過兩個(gè)螺釘固定到印制電路板78，這兩個(gè)螺釘可以是如圖7所示的兩個(gè)導(dǎo)電螺釘84，或者可以是兩個(gè)電絕緣螺釘，或者可以是不同長(zhǎng)度的兩個(gè)導(dǎo)電螺釘，或者可以是一個(gè)導(dǎo)電螺釘84和一個(gè)電絕緣螺釘85，如圖6所示。通過在不同長(zhǎng)度和規(guī)格的螺釘當(dāng)中進(jìn)行選擇，能夠?qū)崿F(xiàn)非常多的對(duì)應(yīng)的可選調(diào)諧值。例如，螺釘?shù)拈L(zhǎng)度可以從半厘米變化到兩厘米。對(duì)于微調(diào)而言，少量長(zhǎng)度能夠著地離開螺釘之一的末端，或者能夠不完全插入的螺釘之一。
通過使用三個(gè)、四個(gè)或者更多個(gè)用于固定每個(gè)繞線筒62的螺釘，以及從導(dǎo)電螺釘84和電絕緣螺釘85當(dāng)中進(jìn)行選擇以控制插入到繞線筒62中的導(dǎo)電材料的總量，從而能夠提供額外調(diào)諧等級(jí)。在另一個(gè)所考慮的實(shí)施例中，使用具有導(dǎo)電材料變化量的復(fù)合螺釘來進(jìn)一步提供陷波器諧振頻率的微調(diào)等級(jí)。
圖2-7所示的實(shí)施例的優(yōu)點(diǎn)在于，已經(jīng)用于將射頻陷波器60固定到印制電路板78的緊固件還額外地用來選擇性微調(diào)蝶形陷波器60的頻率。
參照?qǐng)D8和9，示出平衡射頻蝶形陷波器60′的另一個(gè)實(shí)施例。在圖8和9中，和圖2-7的陷波器60相同的部件被標(biāo)注相同的附圖標(biāo)記，而變型部件則標(biāo)注上對(duì)應(yīng)的加撇號(hào)的參考標(biāo)記。新出現(xiàn)的部件標(biāo)注上新的參考標(biāo)記。
在蝶形陷波器60′中，同軸電纜64繞制在變型的介電線圈架或繞線筒62′周圍，以形成變型感應(yīng)元件66′。在一個(gè)實(shí)施例中，繞線筒62′為大致圓柱形，并且每個(gè)繞線筒62′包括形成在繞線筒62′的圓柱表面中的螺旋槽70′。電容器合適的為和陷波器60中的電容器相同的電容器74，其在圖8和9中并未示出。利用緊固件(未示出)將陷波器60′固定到印制電路板78，其中緊固件或者不是導(dǎo)電性的，或者不插入到線圈架62′中。在另一變型中，緊固件是導(dǎo)電性的，并且不插入到線圈架62′中，而緊固件經(jīng)常是導(dǎo)電性的。在這些情況的任意一種情況中，緊固件都不用于微調(diào)蝶形陷波器60′。
相反，通過將導(dǎo)電桿或者銷90選擇性插入到介電線圈架62′中形成的開口92中，從而實(shí)現(xiàn)微調(diào)。在圖8中，三個(gè)調(diào)諧桿90插入到每個(gè)繞線筒62′中，同時(shí)示出其它三個(gè)調(diào)諧桿90對(duì)準(zhǔn)以用于插入到每個(gè)繞線筒62′中。有利地，桿或銷90能夠插入或者去除，而不用將蝶形陷波器60′從印制電路板78上空間地或者整個(gè)地拆卸下來。此外，如果僅需較少的導(dǎo)電材料，則可以省略一些導(dǎo)電桿或者銷90，從而使得對(duì)應(yīng)的開口92不被填充。通常沒有必要將虛設(shè)絕緣銷插入到這些開口中。此外，開口的數(shù)量不受機(jī)械緊固件的數(shù)量的約束。如圖8和9所示，能夠提供相對(duì)較多的開口92，從而為蝶形陷波器60′提供較大數(shù)量的微調(diào)等級(jí)。
類似于圖2-7的陷波器60，導(dǎo)電桿或銷90可以是非鐵磁性的，或者，如果環(huán)境是非磁性的，導(dǎo)電桿或銷90可以是鐵磁性的。非鐵磁性銷可以減小感應(yīng)系數(shù)并且增加諧振頻率，而鐵磁性銷會(huì)增加感應(yīng)系數(shù)并且減小諧振頻率。
當(dāng)使用非鐵磁性或者鐵磁性導(dǎo)電材料來調(diào)諧陷波器60、60′時(shí)，能夠以多種方式來確定用于將特定陷波器調(diào)諧到特定期望諧振頻率所需的導(dǎo)電材料的有效量。通過連接合適的射頻探測(cè)器到陷波器60的連接端80，能夠?qū)ο莶ㄆ髦C振進(jìn)行電測(cè)量。桿90能夠前進(jìn)到繞線筒62′中，直到達(dá)到目標(biāo)諧振頻率。當(dāng)僅通過空間插入一個(gè)桿就達(dá)到目標(biāo)諧振頻率時(shí)，可以相應(yīng)地通過用較短的桿來可選的縮短或者替代該桿。
此外，如果電容器74的容許限度遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于感應(yīng)元件66、66′的容許限度，則電容器74的電容很大程度的控制陷波器諧振頻率。在這種情況中，或者通過經(jīng)驗(yàn)法或者通過例如參考等式(1)來計(jì)算用于特定陷波器拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的諧振頻率和感應(yīng)系數(shù)，從而能夠相對(duì)于電容器74的電容對(duì)材料的有效量進(jìn)行校準(zhǔn)。在另一種方法中，陷波器60、60′能夠在安裝到磁諧振掃描器10中之后進(jìn)行調(diào)諧，例如通過經(jīng)陷波器60、60′激勵(lì)射頻線圈來進(jìn)行。一旦經(jīng)調(diào)諧，則可選的利用環(huán)氧樹脂等等將桿粘接到合適位置。
在圖8和9的射頻陷波器60′中，可以考慮校準(zhǔn)需要插入到特定陷波器中以獲得多種諧振頻率所需的調(diào)諧桿90的數(shù)量。一旦完成這項(xiàng)工作，則用戶能夠僅僅通過添加、去除或者縮短調(diào)諧桿90來將陷波器微調(diào)到不同的預(yù)定頻率。因此，例如，陷波器能夠被選擇性微調(diào)到不同的磁諧振頻率，從而容納不同的主B0磁場(chǎng)、不同的質(zhì)子諧振系統(tǒng)，等等。
雖然示出的是平衡蝶形射頻陷波器，但是可以對(duì)包括單個(gè)介電線圈架或兩個(gè)以上介電線圈架的射頻陷波器合適的應(yīng)用微調(diào)方案。此外，類似于螺旋槽70、70′的螺旋電纜對(duì)準(zhǔn)槽能夠包含在采用多個(gè)線圈架或者兩個(gè)以上線圈架的陷波器中的每個(gè)線圈架上。除了所示的緊固螺釘84或桿90之外，還可以將其它的導(dǎo)電調(diào)諧元件插入到繞線筒中，從而根據(jù)這里所公開的微調(diào)過程提供微調(diào)。
如果在磁性環(huán)境外部使用陷波器，則使用非平衡陷波器也是可取的。例如，在這些情況下可以使用蝶形拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)之外的其它陷波器拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。此外，如果在磁性環(huán)境外部使用陷波器，則能夠?qū)㈣F磁性導(dǎo)電材料和非鐵磁性導(dǎo)電材料的組合體插入到繞線筒中，從而選擇性減小或者增加射頻陷波器諧振頻率。
而且，雖然實(shí)施例是參照磁諧振成像系統(tǒng)進(jìn)行描述的，但是應(yīng)當(dāng)理解的是，這里所公開的射頻陷波器和陷波器調(diào)諧過程可以一般的應(yīng)用于采用射頻激勵(lì)和信號(hào)的其它應(yīng)用場(chǎng)合。
本發(fā)明已經(jīng)參照優(yōu)選實(shí)施例進(jìn)行了描述。明顯的是，通過閱讀和理解前述詳細(xì)描述，對(duì)于其他人而言可以作出變型和改變。不言自明的是，本發(fā)明將構(gòu)造成包括所有這些變型和改變，這些變型和改變都包含在所附的權(quán)利要求或者其等價(jià)物的范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種用于調(diào)諧射頻陷波器的方法，該陷波器具有感應(yīng)元件，其包括介電線圈架和繞制在線圈架周圍的同軸電纜，該方法包括將有效量的導(dǎo)電材料插入到介電線圈架中，該量能夠有效調(diào)節(jié)感應(yīng)元件的感應(yīng)系數(shù)，從而將射頻陷波器調(diào)諧到選定諧振頻率值。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，還包括將電容電跨接在感應(yīng)元件上，該電容配合感應(yīng)元件產(chǎn)生小于選定諧振頻率值的失諧諧振頻率。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其中插入有效量的導(dǎo)電材料包括將非鐵磁性導(dǎo)電材料插入到介電線圈架中，直到失諧諧振頻率增加到選定諧振頻率值。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中導(dǎo)電材料是鐵磁體，該方法還包括將電容電跨接在感應(yīng)元件上，該電容配合感應(yīng)元件產(chǎn)生大于所需諧振頻率的失諧諧振頻率，該插入步驟包括將鐵磁性導(dǎo)電材料插入，直到失諧諧振頻率降低到選定諧振頻率值。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中感應(yīng)元件包括兩個(gè)介電線圈架，而同軸電纜沿反向螺旋方向繞制在這兩個(gè)介電線圈架周圍，從而在這兩個(gè)介電線圈架中產(chǎn)生反平行磁場(chǎng)，以及將導(dǎo)電材料插入到介電線圈架中包括將基本相同量的導(dǎo)電材料插入到每個(gè)介電線圈架中。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中感應(yīng)元件包括兩個(gè)介電線圈架，而同軸電纜以平衡射頻蝶形陷波器拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)繞制在這兩個(gè)介電線圈架周圍，以及將導(dǎo)電材料插入到介電線圈架中包括將一個(gè)或多個(gè)桿插入到每個(gè)介電線圈架中形成的開口中，其中每個(gè)桿包括導(dǎo)電材料。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中將導(dǎo)電材料插入到介電線圈架中包括利用一個(gè)或多個(gè)固定到介電線圈架的緊固件將射頻陷波器固定到基底，該緊固件包括導(dǎo)電材料。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其中射頻陷波器是平衡蝶形陷波器，包括偶數(shù)個(gè)介電線圈架，以及固定射頻陷波器包括將相同數(shù)量的導(dǎo)電緊固件固定到每個(gè)介電線圈架。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，還包括將一個(gè)或多個(gè)其他緊固件固定到每個(gè)介電線圈架，該一個(gè)或多個(gè)其他緊固件也有助于將射頻陷波器固定到基底，每個(gè)該其他緊固件不包括導(dǎo)電材料。
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其中選擇該一個(gè)或多個(gè)緊固件的長(zhǎng)度以調(diào)節(jié)感應(yīng)元件的感應(yīng)系數(shù)。
11.一種射頻陷波器，包括一個(gè)或多個(gè)介電線圈架；包括內(nèi)導(dǎo)體和同軸外導(dǎo)體的電纜，電纜的至少一部分繞制在該一個(gè)或多個(gè)介電線圈架周圍，繞制在該一個(gè)或多個(gè)介電線圈架周圍的該部分電纜的同軸外導(dǎo)體限定出至少一個(gè)感應(yīng)元件；電容，其跨接在該至少一個(gè)感應(yīng)元件上；以及選定量的導(dǎo)電材料，其插入到該一個(gè)或多個(gè)介電線圈架中，該選定量的導(dǎo)電材料配合該至少一個(gè)感應(yīng)元件以及電容從而限定出具有選定諧振頻率的諧振電路。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的射頻陷波器，其中該一個(gè)或多個(gè)介電線圈架均為大致圓柱形，其具有形成在圓柱表面中的螺絲錐槽，該繞制電纜容納在該螺絲錐槽中。
13.根據(jù)權(quán)利要求11所述的射頻陷波器，其中該選定量的導(dǎo)電材料嵌入在用于安裝介電線圈架到支承結(jié)構(gòu)的緊固件中。
14.一種裝置，包括射頻陷波器，該射頻陷波器至少包括偶數(shù)個(gè)介電線圈架，繞制在該介電線圈架周圍的同軸電纜，以及多個(gè)調(diào)諧元件，其中調(diào)諧元件選擇性插入到介電線圈架中，以將射頻陷波器調(diào)諧到選定諧振頻率。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的裝置，還包括磁諧振成像掃描器，其包括至少一個(gè)主磁體、多個(gè)梯度線圈以及射頻線圈，其中該至少一個(gè)主磁體至少在視場(chǎng)上產(chǎn)生空間上均勻的主磁場(chǎng)，多個(gè)梯度線圈至少在視場(chǎng)上選擇性地產(chǎn)生磁場(chǎng)梯度，而射頻線圈用于在設(shè)置在視場(chǎng)中的成像主體中在選定諧振頻率上執(zhí)行激勵(lì)和檢測(cè)磁諧振當(dāng)中的至少一個(gè)操作；其中射頻陷波器連接到磁諧振成像掃描器的射頻線圈，以在射頻線圈中提供普通模式高阻抗給射頻電流。
16.根據(jù)權(quán)利要求14所述的裝置，其中介電線圈架的數(shù)量是兩個(gè)。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的裝置，其中調(diào)諧元件包括調(diào)諧緊固件，其中每個(gè)調(diào)諧緊固件包括預(yù)選定量的導(dǎo)電材料，該調(diào)諧緊固件將射頻陷波器固定到基底。
18.根據(jù)權(quán)利要求17所述的裝置，還包括不包括導(dǎo)電材料的非調(diào)諧緊固件，射頻陷波器通過選定數(shù)量緊固件固定到基底，其中緊固件包括插入到兩個(gè)介電線圈架中的每個(gè)介電線圈架中的至少一個(gè)調(diào)諧緊固件和一個(gè)非調(diào)諧緊固件。
19.根據(jù)權(quán)利要求16所述的裝置，其中射頻陷波器具有插入到兩個(gè)介電線圈架中的每個(gè)介電線圈架中的相同數(shù)量的調(diào)諧元件。
20.根據(jù)權(quán)利要求14所述的裝置，其中每個(gè)介電線圈架均為大致圓柱形，其具有形成在圓柱表面中的螺絲錐槽，該繞制同軸電纜容納在該螺絲錐槽中。
21.一種射頻陷波器，包括一個(gè)或多個(gè)介電線圈架；包括內(nèi)導(dǎo)體和同軸外導(dǎo)體的電纜，電纜的至少一部分繞制在該一個(gè)或多個(gè)介電線圈架周圍，繞制在該一個(gè)或多個(gè)介電線圈架周圍的該部分電纜的同軸外導(dǎo)體限定出至少一個(gè)感應(yīng)元件；電容，其跨接在該至少一個(gè)感應(yīng)元件上；以及一個(gè)或多個(gè)導(dǎo)電緊固件，其將該一個(gè)或多個(gè)介電線圈架固定到基底，其中每個(gè)導(dǎo)電緊固件的至少一部分設(shè)置在它所緊固的介電線圈架的內(nèi)部。
22.根據(jù)權(quán)利要求21所述的射頻陷波器，還包括用于將該一個(gè)或多個(gè)介電線圈架固定到基底的一個(gè)或多個(gè)電絕緣緊固件，該導(dǎo)電緊固件和電絕緣緊固件可以機(jī)械互換。
全文摘要
一種磁諧振成像掃描器(10)，其包括主磁體(20)、多個(gè)梯度線圈(30)以及射頻線圈(32，34)，其中該至少一個(gè)主磁體至少在視場(chǎng)上產(chǎn)生空間上均勻的主磁場(chǎng)，多個(gè)梯度線圈至少在視場(chǎng)上產(chǎn)生磁場(chǎng)梯度，而射頻線圈用于在設(shè)置在視場(chǎng)中的成像主體中在選定諧振頻率上執(zhí)行激勵(lì)和檢測(cè)磁諧振當(dāng)中的至少一個(gè)操作。連接到射頻線圈(32，34)的射頻陷波器(60，60′)螺旋槽形介電線圈架(62，62′)，其中同軸電纜(64)繞制在該介電線圈架周圍。多個(gè)導(dǎo)電調(diào)諧元件例如螺釘或桿(84，90)選擇性插入到介電線圈架(62，62′)中，以通過調(diào)節(jié)陷波器的感應(yīng)系數(shù)而將射頻陷波器(60，60′)調(diào)諧到選定諧振頻率。
文檔編號(hào)G01R33/36GK1910468SQ200580002481
公開日2007年2月7日 申請(qǐng)日期2005年1月5日 優(yōu)先權(quán)日2004年1月14日
發(fā)明者T·奇米萊夫斯基, W·O·布勞姆, J·T·卡倫 申請(qǐng)人:皇家飛利浦電子股份有限公司