专利名称：无线射频线圈及其控制方法和使用线圈的磁共振成像设备的制作方法
技术领域：
与示例性实施例一致的装置、设备、产品和方法涉及一种位于磁共振成像设备的机架的内部空间中的无线射频线圈、一种控制该线圈的电源的方法以及一种使用该线圈的磁共振成像设备。
背景技术：
磁共振成像(MRI)是使用磁场获得人体的内部图像的成像技术，磁共振成像处理通过利用人体内部的与磁场有关的氢原子的原子核与射频之间的相互作用而获得的图像。因此，通常，射频线圈用于提供射频脉冲。另外，通常，开关用于提供电源电压，以操作射频线圈。然而，存在这样的缺点:在意图使用射频线圈的每个场合，必须通过用户接通和断开电源。另外，如果用户忘记接通射频线圈，则不会获得MRI，这是因为没有电源。
发明内容
示例性实施例提供一种用于磁共振成像(MRI)的无线射频线圈、一种控制该线圈的电源的方法以及一种使用该线圈的能够检测从射频线圈所在的空间释放的信号从而无线射频线圈自动地接通或关断的磁共振成像设备。根据示例性实施例的一方面，提供一种用于磁共振成像(MRI)的无线射频线圈，无线射频线圈包括:无线射频线圈单元，被配置为发射、接收、或者发射和接收射频信号；电源单元，被配置为提供用于无线射频线圈单元的操作的电源电压；开关，连接到电源单元和无线射频线圈单元；传感器单元，被配置为检测从无线射频线圈单元所在的空间释放的信号；控制单元，被配置为通过根据从传感器单元获得的结果控制开关来提供或者切断给予无线射频线圈单元的电源电压。传感器单元可设置有检测光学信号的光学传感器。传感器单元可检测从位于MRI设备的机架的内部空间中的激光发射单元发射的激光。控制单元可通过确定由传感器单元检测到的激光的强度是否大于或等于阈值来控制开关。传感器单元可设置有检测磁场的磁传感器。传感器单元可检测由位于MRI设备的机架的内部空间中的主磁体产生的主磁场。控制单元可通过确定由传感器单元检测到的主磁场的强度是否大于阈值来控制开关。传感器单元可检测由位于MRI设备的机架的内部空间中的梯度线圈产生的倾斜磁场。控制单元可根据由传感器单元在一个时间段期间检测到的倾斜磁场的强度的平均值来控制开关。
控制单元可通过确定倾斜磁场的强度的平均值是否大于或等于阈值来控制开关。传感器单元可检测从位于MRI设备的机架的内部空间中的射频线圈发射的射频脉冲的磁场分量。控制单元可通过确定由传感器单元检测到的射频脉冲的磁场分量的强度是否大于或等于阈值来控制开关。无线射频线圈还可包括:显示单元，被配置为显示提供到无线射频线圈单元的电源电压的状态。无线射频线圈还可包括连接在无线射频线圈单元与电源电压之间的电源控制单元，以控制从电源单元以稳定速率提供的电源电压并将被控制的电源电压提供到无线射频线圈单元。根据另一示例性实施例的一方面，提供一种控制用于磁共振成像(MRI)的无线射频线圈的电源的方法，该无线射频线圈包括:无线射频线圈单元，被配置为发射、接收、或者发射和接收射频信号；电源单元，被配置为提供用于无线射频线圈单元的操作的电源电压；开关，连接到电源单元和无线射频线圈单元；传感器单元，被配置为检测从无线射频线圈单元所在的空间释放的信号，所述方法包括:通过传感器单元检测从无线射频线圈单元所在的空间释放的信号；通过根据从传感器单元获得的结果控制开关来提供或者切断用于无线射频线圈单元的操作的电源电压。在检测所述信号的步骤中，可通过被配置为检测光学信号的光学传感器来检测激光。在检测所述信号的步骤中，可检测从位于磁共振成像(MRI)设备的机架的内部空间中的激光发射单元发射的激光。在提供或者切断用于无线射频线圈单元的操作的电源电压的步骤中，可通过确定检测到的激光的强度是否大于或等于阈值来控制开关。在检测所述信号的步骤中，可通过被配置为检测磁场的磁传感器来检测磁场。在检测所述信号的步骤中，可检测通过位于磁共振成像(MRI)设备的机架的内部空间中的主磁体产生的主磁场。在提供或者切断用于无线射频线圈单元的操作的电源电压的步骤中，可通过确定检测到的主磁场的强度是否大于或等于阈值来控制开关。在检测所述信号的步骤中，可检测通过位于磁共振成像(MRI)设备的机架的内部空间中的梯度线圈产生的倾斜磁场。在提供或者切断用于无线射频线圈单元的操作的电源电压的步骤中，可根据在一个时间段期间检测到的倾斜磁场的强度的平均值来控制开关。在提供或者切断无线射频线圈单元的操作所需的电源电压的步骤中，可通过确定倾斜磁场的强度的平均值是否大于或等于阈值来控制开关。在检测所述信号的步骤中，可检测从位于磁共振成像(MRI)设备中的机架的内部空间中的射频线圈发射的射频脉冲的磁场分量。在提供或者切断用于无线射频线圈单元的操作的电源电压的步骤中，可通过确定检测到的射频脉冲的磁场分量的强度是否大于或等于阈值来控制开关。所述方法还可包括:显示用于无线射频线圈单元的操作的电源电压的供应状态。
根据另一示例性实施例的一方面，提供一种包括无线射频线圈的磁共振成像(MRI)设备，所述无线射频线圈包括:无线射频线圈单元，被配置为发射、接收、或者发射和接收射频信号；电源单元，被配置为提供用于无线射频线圈单元的操作的电源电压；开关，连接到电源单元和无线射频线圈单元；传感器单元，被配置为检测从无线射频线圈单元所在的空间释放的信号；控制单元，被配置为通过根据从传感器单元获得的结果控制开关来提供或者切断电源电压；计算机系统，被配置为基于由无线射频线圈接收的射频信号形成磁共振图像；输出单元，被配置为输出由计算机系统形成的磁共振图像以及关于MRI设备的操作的信息。
通过下面结合附图对示例性实施例进行的描述，上面的和/或其他的方面将会变得明显和更加易于理解，附图中:图1是示意性示出根据示例性实施例的MRI设备的剖视图；图2是示意性示出根据示例性实施例的用于MRI的无线射频线圈的透视图；图3是示意性示出根据示例性实施例的用于MRI的无线射频线圈的结构的框图；图4是示意性示出根据示例性实施例的应用用于MRI的无线射频线圈的结构的方法的示图；图5是示意性示出根据示例性实施例的用于MRI的无线射频线圈的操作的曲线图；图6是示意性示出根据示例性实施例的控制用于MRI的无线射频线圈的电源的方法的流程图；图7是示意性示出根据示例性实施例的使用用于MRI的无线射频线圈的磁共振成像设备的结构的框图。
具体实施例方式现在将对本公开的示例性实施例做出详细说明，其示例在附图中示出，其中，相同的标号始终表示相同的元件。图1是示意性示出根据示例性实施例的MRI设备的剖视图。参照图1，MRI设备包括:主磁体110，产生主磁场；梯度线圈120，产生倾斜的磁场(slanted magnetic field);射频(RF)线圈 130，发射射频脉冲。主磁体110被构造成产生在MRI设备中使用的强磁场，在磁场的产生过程中使用
三种方法:第一种方法是使用永磁体，其他两种方法是使用电磁体。使用电磁体被分为两种方法，即，使用电阻式电磁体的方法和使用导电的磁体的方法。使用超导磁体的方法被更普遍地使用。用于临床试验的MRI设备的磁场强度在大约0.06T (特斯拉)和大约2.0T之间，在临床试验期间，将磁场保持为高均匀性是有利的。用于MRI设备的永磁体的强度是大约0.3T并受到限制。然而，永磁体不使用电力来保持磁场的强度，而且不需要功耗，因此，没有热产生且不需要冷却系统。在电阻式电磁体的情况下，使用传递高压电流的线圈组或者线圈，因此，功耗很大。为了获得均匀的磁场，需要几何地对准数个电磁线圈对(para-magnetic coil)。由于产生大量的热，因此需要基于水的冷却系统。通常使用的电阻式电磁体的磁场强度在大约0.15T到大约0.25T之间。超导磁体包括对电流没有电阻的超导材料，用于MRI设备的超导磁体的磁场强度通常为大约 2.0T0另一方面，MRI设备还包括匀场线圈，匀场线圈被配置为产生均匀的磁场并补偿主磁场的不均匀性。即，没有磁体产生100%完全均匀的磁场强度，因此，通过使用一个或多个匀场线圈来补偿磁场的非均匀性。因此，匀场线圈设置在主磁体110的内部或外部，并产生弱磁场来补偿主磁场的非均匀性。梯度线圈120对于磁共振信号的空间信息沿X方向、Y方向和Z方向产生倾斜的磁场。即，梯度线圈120通过根据空间位置改变磁共振信号的频率来获得空间信息。这里，梯度线圈120产生以与和主磁场有关的三维的、随机的方向成比例的线性方式改变的倾斜的磁场，并将倾斜的磁场添加到主磁场。因此，磁共振信号的频率以与磁场强度成比例的线性方式增大或者减小。因此，如果获得关于倾斜的磁场的斜率的信息和磁共振信号的频率，则获得磁共振信号的空间信息。通过频率合成器产生用于引发原子核的共振的射频脉冲，射频脉冲被传递到射频线圈130。射频脉冲受到波长调节，以选择用于激发原子核的共振频率(拉莫尔频率)，已经经受波长调节的射频脉冲的能量被原子核吸收。此时，如果射频脉冲没有透射，则受激核在射频线圈130感生电流，从而产生弱射频信号，即，磁共振信号。MRI设备的射频线圈130主要被分成两种类型的线圈，这两种类型的线圈包括总体积线圈(whole volume coil)和表面线圈。总体积线圈接收从对象(对象病人)的大的组织样品激发的磁共振信号，表面线圈接收从对象(对象病人)的小的组织样品激发但是具有极高的信噪比(SNR)的磁共振信号。即，表面线圈是一种类型的接收天线，并用于与其他线圈相比以优越的信号接收(signal reception)产生对象(对象病人)的极小的截面的MRI。上面描述的包括主磁体110、梯度线圈120和射频线圈130的MRI设备安装在屏蔽室150内部，屏蔽室150被构造为排除外部电磁波。当对象病人躺在支撑面板140上时，根据从射频线圈130传送的射频能量来执行MRI。MRI的方法如下:原子核由各自具有磁矩和自旋的质子和中子构成并因此用作单个小的磁体。具体地说，由于氢原子核的容易获取和高的接收性(ofhigh reception), MRI使用大量的氢原子核。同时，来自从原子核获得的信号的接收的等级与旋磁比成比例，旋磁比依赖于原子核的形状和尺寸。回转原子核的旋转轴在没有磁场的情况下随机地布置；然而，一旦从外部施加磁场，则回转的原子核的旋转轴沿着磁场的方向布置，并围绕执行进动的磁场的轴线旋转。旋转的速度根据原子核的类型改变并与外部磁场强度成比例。通过遵循相同的方法，随着对象(对象病人)被放置在强磁场中，执行沿着外部磁场的方向旋转的进动的原子核的数量略大于执行沿着与外部磁场相反的方向进动的原子核的数量，因此，净磁化(netmagnetization,净磁场)沿着外部磁场的方向形成，这被称为纵向磁化。当射频脉冲被发射到在外部磁场下被磁化的原子核时，具有低能级的一些原子核吸收射频脉冲的能量并因此变得受激，这样的被称为共振现象。这里，所使用的射频脉冲的频率与原子核的进动的旋转频率一致，这被称为拉莫尔频率。每个原子核具有单独的共振频率，这样的频率根据外部磁场的强度而改变。例如，氢原子核的共振频率在0.15T下大约为6.4Mhz，在20T下大约为85.2Mhz。当射频脉冲被发射时，处于平衡态的原子核因而受激，原子核在产生磁共振信号时回到平衡态。在这种情况下，仅仅在垂直于z轴的xy表面测量磁共振信号。S卩，在90°的射频脉冲被发射到原子核时，具有低能量状态的一些原子核变成受激，并在xy表面上沿着与磁场方向成90°的水平方向形成净磁化。此时，如果切断射频脉冲，则具有高能级的原子核释放射频能量并返回到平衡态，这样的被称为弛豫。如上面所解释的，MRI设备使用原子核的弛豫的改变的速度，以获得MRI。具体地说，在发射90°的射频脉冲之后，净磁化在以360°旋转的同时形成在xy表面上；此时，所有原子核的旋转相位和旋转速度相同，这被称为同相。同相时释放的磁共振信号是最高的。然而，随着时间的流逝，原子核受到磁场的均匀性以及原子核之间的相互作用的影响。因此，一些原子核以较快速度旋转，同时其他原子核以较慢速度旋转，最终实现失相(de-phase)状态。在失相状态中释放的磁共振信号显著地减小，这样的过程被称为T2。这里，T2弛豫时间表示净磁化由于失相过程减小到37%的时间。然而，T2没有显著地受到外部磁场的强度的影响。已经处于同相状态的原子核在关断射频脉冲之后经历失相过程，并且被重新布置为磁场的方向。此时，通过将能量给予晶格，原子核达到平衡态，这样的过程被称为Tl。随着时间的流逝，原子核再次被磁化为Z方向，原子核的净磁化恢复到其原始幅值的63%的时间被称为Tl弛豫时间。这里，外部磁场越强，消耗的Tl弛豫时间越长。图2是示意性示出根据示例性实施例的用于MRI的无线射频线圈的透视图。参照图2，无线射频线圈在没有物理地连接到MRI设备的主体的情况下发射或接收、或者发射和接收射频信号。这样的无线射频线圈根据对象(对象病人)的部位(例如，头部、脊柱、腹部、手和脚)被分成若干大线圈和小线圈。一般的射频线圈物理地连接到MRI设备的主体，并且发射和/或接收用于控制射频线圈的操作的信息或者命令。例如，一般的射频线圈可传输用于发射射频信号的驱动信号；或者可传输从对象(对象病人)接收的磁共振信号。这里，术语“传输”、“发射/接收”以及“发射或接收”可包括发射、接收和/或发射和接收的操作。然而，根据本示例性实施例的无线射频线圈通过与MRI设备的主体的无线通信来传输这样的信号、命令和信息。图2示出了用于发射和/或接收射频信号的射频线圈的示意图。然而，应当注意，除了图2上示出的射频线圈之外，根据本公开的示例性实施例的用于MRI的无线射频线圈还包括电源单元、开关、传感器单元和控制单元。用于MRI的无线射频线圈的结构的更多细节将参照图3来解释。图2中示出的射频线圈是可发射/接收射频信号的鸟笼型射频线圈。鸟笼型射频线圈包括两个环形导体(第一环形导体210和第二环形导体220)以及多个条型导体230。关于环形导体210和220，电容211和221以及电感212和222置于接触点之间，所述接触点是环形导体210和220与多个条型导体230之间形成的接触点。S卩，环形导体210和220的每个部分包括串联连接的一个电容和一个电感，所述两个环形导体210和220构造射频线圈形成的圆柱形空间的环形表面。同时，条型导体230构造射频线圈形成的圆柱形空间的侧表面。
图2示出了圆柱形射频线圈，但是本发明构思不限于此。线圈的形状可根据对象(对象病人)的部位而改变，以最大化MRI信号的采集。图3是示意性示出根据示例性实施例的用于MRI的无线射频线圈的结构的框图。参照图3，用于MRI的无线射频线圈包括:无线射频线圈单元360，发射、接收或者发射和接收射频信号；电源单元340，提供用于操作无线射频线圈单元360的电源电压；开关350，连接到无线射频线圈单元360和电源单元340 ;传感器单元310，检测从无线射频线圈单元360所在的空间释放的信号；控制单元320，控制无线射频线圈的总体操作；显示单元330，显示提供的电源电压的状态。无线射频线圈单元360接收从放置在MRI设备的机架的内部空间中的对象(对象病人)的原子核释放的磁共振信号。这里，无线射频线圈单元360表示在没有物理地连接到MRI设备的主体的情况下将接收到的磁共振信号发送到MRI设备的主体的射频线圈。无线射频线圈单元360与被配置为将射频脉冲发射到对象的全身且同时安装在MRI设备的机架的内部的全身线圈(full body coil)有以下不同:无线射频线圈单元360发送、接收、或者发射和接收对象(对象病人)的特定部位的射频信号。无线射频线圈单元360的结构和形状可改变，以最大化磁共振信号的采集。电源单元340通过开关350连接到无线射频线圈单元360，以提供用于操作无线射频线圈单元360的电源电压。S卩，电源单元340不直接连接到无线射频线圈单元360，而是经由开关350连接；因此，可根据开关的状态(接通或者断开)为无线射频线圈单元360提供电源电压或者切断提供给无线射频线圈单元360的电源电压。这里，电源单元340包括至少一个电池，通过电源单元340提供的电源电压经由无线射频线圈单元360的电源端子被提供给无线射频线圈单元360。换句话说，电源单元340与MRI设备的主体电隔离，并且独立地提供操作无线射频线圈单元360的电源电压。传感器单元310检测从无线射频线圈单元360所在的空间释放的信号，并将信号检测的结果发送到控制单元320。作为示例，传感器单元310可检测从无线射频线圈单元360所在的空间释放的光学信号，一旦检测完成，则传感器单元310可将光学信号检测的结果发送到控制单元320。例如，传感器单元310检测的光学信号可以是由MRI设备的机架内的激光发射单元发射的激光。这里，激光发射单元可以安装在机架内部并将至少一个激光束朝着对象(对象病人)发射，以调节机架内部的主磁体和对象之间的位置关系。在检测到来自激光发射单元的光学信号的情况下，传感器单元310可包括检测光学信号的光学传感器。这里，传感器单元310可包括可检测紫外线、红外线、可见光、X射线等的光学传感器。即，由光学传感器检测的光学信号不限于激光信号。根据检测方法的光学传感器可包括光电子发射型传感器、光导型传感器、结型传感器等。另外，为了经由光学传感器检测光学信号，多个光学传感器可被用作检测具有特定波长的光学信号。关于另一示例，传感器单元310可检测从无线射频线圈单元360所在的空间产生的磁场，一旦完成检测，则传感器单元310可将检测结果发送到控制单元320。由传感器单元310检测的磁场包括下面的至少一个:从机架内部的主磁体产生的主磁场；由梯度线圈产生的倾斜的磁场；从射频线圈发送的射频脉冲。这里，被发射以激发原子核的射频脉冲是包括磁场分量的电磁波。因此，传感器单元310检测射频脉冲的磁场分量并将检测结果发送到控制单元320。
传感器单元310可配备有检测磁场的磁传感器，例如霍尔传感器、磁通门传感器、磁阻传感器等，但是不限于此。可利用可检测特定强度的磁场的传感器来实现传感器单元310，以检测形成在无线射频线圈单元360的周围的强度的阈值等级的磁场。S卩，各种类型的传感器可用于形成传感器单元310。另外，至少一个传感器可用于根据传感器单元310意图检测的磁场强度来检测特定级别的强度的磁场。例如，在使用霍尔传感器的情况下，通过利用霍尔效应来检测磁场。这里，霍尔效应表示在电流沿与磁场方向垂直的方向在磁场中的导体内流动时产生电场的事件，其中，产生的电场沿着与磁场和电流垂直的方向形成。通常，霍尔传感器可检测大约在0.0lmT到大约30T之间的范围的磁场，并提供大约0.1 μ T的分辨率。磁通门传感器使用基于磁芯的磁滞回线在磁场施加到已经经受交流磁化的磁芯上时变得不对称的现象来测量外部磁场的方法。磁通门传感器可检测大约ImT或者更低的范围的磁场并提供大约0.1 μ T的分辨率。磁阻传感器通过使用在线圈上感生的电动势利用磁通量根据时间的变化来检测磁场，磁阻传感器使用用作积分器的检测线圈和磁通计。通常，磁阻传感器检测大约0.0lT与大约15Τ之间的范围内的磁场并提供大约IOnT的分辨率。另外，传感器单元310可检测从无线射频线圈单元360所在的空间释放的各种类型的信号。这里，传感器单元310可包括可检测将机架的内部空间与机架的外部空间区分开来的物理和/或化学量(例如，温度、光、声音、压强、距离、湿度等)的各种类型的传感器。根据本公开的示例性实施例的用于MRI的无线射频线圈单元还可包括电源控制单元(未示出)，电源控制单元连接在电源单元340和无线射频线圈单元360之间。电源控制单元将已经从电源单元340提供的电源电压控制为稳定，并将被控制的电源电压提供给无线射频线圈单元360。控制单元320控制无线射频线圈的整体操作。控制单元320根据由传感器单元310的信号检测的结果来控制开关350，以提供或者断开用于操作无线射频线圈单元360的电源电压。例如，控制单元320根据由传感器单元310检测的光学信号(更具体地说，激光)的强度来控制开关350。在这样的情况下，如果激光的强度大于或等于阈值，则控制单元320闭合开关350。例如，如果激光的强度小于阈值，则控制单元320断开开关350。另外，控制单元320根据射频脉冲的磁场分量的强度(由传感器单元310检测到的倾斜磁场的强度或者主磁场的强度)来控制开关350。S卩，控制单元320确定主磁场的强度是否大于或等于阈值；如果该强度大于或等于阈值，则控制单元320闭合开关350，以将电源电压提供给无线射频线圈单元360。在主磁场的强度小于阈值的情况下，控制单元320断开开关350，以切断供应到无线射频线圈单元360的电源电压。用于断开开关350的阈值和用于闭合开关350的阈值可以相同或者可以不同。通过梯度线圈产生的倾斜磁场的强度根据空间差别而改变。控制单元320通过传感器单元310在预定时段期间检测倾斜磁场的强度，并计算倾斜磁场的强度的平均值。利用倾斜磁场的平均值对开关350的控制以与利用主磁场的强度控制开关350相似的方式实现。如上所述，传感器单元310检测从机架中设置的射频线圈发射的射频脉冲的磁场分量，控制单元320在确定所检测到的射频脉冲的磁场分量是否大于或等于阈值之后控制开关350。这里，射频脉冲表示不同于由无线射频线圈单元360发射的射频脉冲的从布置在机架的内部空间中的射频线圈发射以扫描对象的全身的射频脉冲。另外，控制单元320可通过传感器单元区分射频脉冲的磁场的磁场分量、倾斜磁场的磁场分量以及主磁场的磁场分量。即，磁场分量的强度在主磁场、倾斜磁场和射频脉冲的磁场之间变化。所检测的磁场的检测范围和分辨率还在可设置在传感器单元310中的霍尔传感器、磁通门传感器和磁阻传感器之间改变。例如，如果在检测到主磁场的同时没有检测到倾斜的磁场，则控制单元320可通过断开开关350来切断供应到无线射频线圈单元360的电源电压。另外，控制单元320可通过仅仅在射频脉冲的磁场分量在MRI启动时被检测到时闭合开关350来将电源电压供应到无线射频线圈单元360。另外，控制单元320可仅仅在主磁场的磁场分量、倾斜磁场的磁场分量和射频脉冲的磁场的磁场分量全部被检测到时将电源电压供应到无线射频线圈单元360。显示单元330显示供应到无线射频线圈单元360的电源电压的状态。例如，通过开启和关闭灯(视觉方法)或者产生警报声(听觉方法)来显示电源电压的状态。参照用于操作传感器单元310、控制单元320和显示单元330的电源电压，本发明构思不被特别地限制。然而，电源单元340可供应电源电压，或者可提供电力的补充源，以操作传感器单元310、控制单元320和显示单元330。图4是示意性示出根据示例性实施例的应用用于MRI的无线射频线圈的结构的方法的示图。参照图4,用于MRI设备的信号在MRI设备的周围泄漏。例如,信号可对应于形成在MRI设备周围的磁场。这里，磁场430可由安装在MRI设备的机架450内的主磁体、梯度线圈或者射频线圈中的一个形成。在进行MRI之前，无线射频线圈410可以设置在屏蔽室的储藏室中。这里，无线射频线圈410表示用于发射、接收、或者发射和接收关于对象(对象病人)的射频信号的射频线圈。在没有使用无线射频线圈410的情况下，无线射频线圈410可被放置在屏蔽室的储藏室内部，或者无线射频线圈410可位于离MRI设备的中心一定的距离之外。在这样的情况下(即，当没有使用MRI设备时)，传感器单元检测到从MRI设备泄漏的磁场。然而，由于被检测到的磁场的强度小于阈值，所以没有将电源电压供应到MRI设备的射频线圈单元。因此，无线射频线圈410没有接通，并保留在关断状态。在无线射频线圈420放置在躺在支撑面板440上的对象(对象病人)之上以执行MRI的情况下，电源电压被自动地供应到无线射频线圈单元，且因此无线射频线圈420接通。即，与在储藏室或者在距MRI设备一定距离之外的位置检测到的泄漏磁场的强度相比时，在机架450内部检测的磁场的强度表示出显著的区别。控制单元基于所发现的差别预先设置阈值。由于在机架450内部检测到的磁场的强度大于或等于阈值，所以控制单元控制开关，以供应用于操作无线射频线圈单元的电源电压。另外，在进行MRI期间，无线射频线圈420位于机架450内部，从而传感器单元连续地检测磁场，同时控制单元根据磁场强度保持无线射频线圈420的接通状态。在完成MRI之后的情况下，当无线射频线圈410在从对象被移走之后放置在储藏室中时，传感器单元检测到的磁场强度小于阈值，因此，控制单元切断供应到无线射频线圈单元的电源电压，从而无线射频线圈单元410关断。在MRI完成之后的情况下，当无线射频线圈410在从对象移走之后放直在储减室时，由传感器单元检测到的磁场强度小于阈值，因此，控制单元切断供应到无线射频线圈单元的电源电压，从而无线射频线圈410关断。在图4中，无线射频线圈420被示出为应用在机架450的内部。然而，无线射频线圈的应用不限于此。可根据预先确立的磁场强度的阈值来应用无线射频线圈，该阈值与机架450的外部、用于对象的支撑面板440或者相对于MRI设备的中心存在恒定量的磁场强度的区域有关。图5是示意性示出根据本公开的示例性实施例的用于MRI的无线射频线圈的操作的曲线图。参照图5，根据示例性实施例的用于MRI的无线射频线圈的操作被描述如下。曲线图上的曲线(m)表示由传感器单元检测到的信号的强度。这里，如前面所解释的，由传感器单元检测到的信号可以是形成在MRI设备的周围的磁场，同时曲线(m)指示磁场的强度。可选择地，曲线(m)可指示由传感器单元检测到的指示激光的强度的光学信号。以下，将解释用于MRI的无线射频线圈的操作，假定曲线(m)被假定为表示在无线射频线圈单元的周围检测到的磁场的磁通密度。磁通密度曲线的下方示出的波形(c)表示无线射频线圈的接通或关断的状态。在tl (时间)之前，由传感器单元检测到的磁场强度小于阈值，控制单元控制开关，以使无线射频线圈关断。在tl和t2之间或者t3与t4之间的时间期间，由传感器单元检测到的磁场强度大于或等于阈值，因此根据控制单元的控制向无线射频线圈单元供应电源电压，无线射频线圈接通。对于所有其他的时间段，即，t2与t3之间的时间或者在t4之后的时间，由于由传感器单元检测到的磁场强度小于阈值，因此无线射频线圈关断。这里，无线射频线圈的接通或关断表示电源电压供应到无线射频线圈单元以发射、接收、或者发射和接收射频信号。如前面所解释的，在这种情况下，除了向无线射频线圈单元供应电源电压之外，还向无线射频线圈的传感器单元和控制单元供应电源电压。图5的曲线图上示出的曲线(m)表示由传感器单元检测到的磁场强度。然而，如前面所解释的，在通过利用由梯度线圈产生的倾斜磁场的强度对开关的控制中，基于在时间段期间由梯度线圈产生的倾斜磁场的强度的平均值来控制开关。因此，与图5所示的情况不同，在检测到的磁场强度大于或小于阈值的时刻与在无线射频线圈接通或关断的时刻可以是不一致的。图6是示意性示出根据示例性实施例的控制用于MRI的无线射频线圈的电源的方法的流程图。参照图6，检测从无线射频线圈单元所在的空间释放的信号(S610)。例如，可以检测从无线射频线圈单元所在的空间产生的磁场，磁场可包括由主磁体产生的主磁场、由梯度线圈产生的倾斜磁场、或者从MRI设备的机架内部的射频线圈发射的射频脉冲产生的磁场分量。关于检测在无线射频线圈单元的周围产生的磁场，可使用霍尔传感器、磁通门传感器或者磁阻传感器等。另外，由于磁场的检测范围和分辨率在霍尔传感器、磁通门传感器和磁阻传感器之间改变，所以可根据意图检测的磁场的类型选用一种传感器。根据信号检测的结果来控制连接到无线射频线圈单元的开关(S620)。将开关控制为供应或者切断操作无线射频线圈单元所需要的电源电压。例如，只要检测到的磁场强度大于或等于阈值，则闭合开关，以将电源电压供应到无线射频线圈单元。在关注根据时间和空间改变的磁场的情况下，可以以检测磁场强度持续达预定时间段以获得平均值然后将该平均值与阈值进行比较的方式控制开关。在根据各个磁场的强度来识别不同的磁场的情况下，如果检测多个磁场，则在检测到所有三个磁场时可以操作开关，以将电源电压供应到无线射频线圈单元。在相对于无线射频线圈单元供应或者切断电源电压的情况下，显示电源电压的供应状态(S630)。如前面所描述的，用于显示电源电压的供应状态的方法可以是视觉方法或者听觉方法等。上面描述的提供给用于MRI的无线射频线圈的电源电压的控制方法可以被应用至IJ将激光检测为在机架的内部空间中释放的信号的情况。图7是示意性示出根据示例性实施例的使用用于MRI的无线射频线圈的磁共振成像设备的结构的框图。参照图7，MRI设备包括:无线射频线圈720，发射、接收、或者发射和接收射频信号；机架710，包括主磁体、梯度线圈和射频线圈；传输单元740，将驱动信号发送到无线射频线圈720 ;接收单元750，从无线射频线圈720接收射频信号；模数(A/D)转换器760，将来自接收单元750的信号转换成数字信号；计算机系统770，产生MRI ;控制单元780，输入命令或信息；输出单元790，输出MRI。无线射频线圈720包括无线射频线圈单元、电源单元、开关、传感器单元和控制单元。无线射频线圈单元发射、接收、或者发射和接收射频信号。电源单元供应用于操作无线射频线圈单元的电源电压。开关被放置和连接在电源单元和无线射频线圈单元之间，传感器单元检测从无线射频线圈单元所在的空间释放的信号。控制单元根据由传感器单元检测到的信号的结果来控制开关，以供应或者切断用于操作无线射频线圈单元的电源电压。在图7中示出了连接无线射频线圈720、传输单元740和接收单元750的线，然而，提供图7中示出的线仅仅是为了示出无线射频线圈720、传输单元740和接收单元750之间的关系。即，无线射频线圈720、传输单元740和接收单元750被无线地连接，并且不存在物理线缆。在机架710中，存在主磁体、梯度线圈和射频线圈。主磁体在机架710内形成主磁场。梯度线圈在机架710的内部空间形成倾斜磁场。射频线圈在机架710的空间内发射射频脉冲。通过计算机系统770控制传输单元740，并且传输单元740发送驱动信号，以驱动无线射频线圈720，从而无线射频线圈720将射频信号发送到对象(对象病人)。这里，对象可表示躺在支撑面板730上的病人的身体部位(包括头部、脊柱、腹部、或者脚和手等)。接收单元750接收通过无线射频线圈720从对象获得的无线射频信号(即，从原子核产生的磁共振信号)，并将信号发送到A/D转换器单元760。A/D转换器单元760接收来自接收单元750的信号，并将射频信号转换为数字信号，然后将数字信号发送到计算机系统770。计算机系统770控制传输单元740、接收单元750和A/D转换器单元760的整体动作，接收来自A/D转换器单元760的数字信号，并基于接收到的数字信号产生MRI。计算机系统770对接收到的数字信号执行傅里叶变换，从而产生MRI。计算机系统770控制被供应有电源电压的无线射频线圈720的操作，同时控制射频信号的发射，从而磁共振信号可从对象(对象病人)的原子核释放。MRI设备的用户通过控制单元780输入控制命令或者信息，以控制传输单元740、接收单元750和A/D转换器单元760。输出单元790输出MRI设备的操作的信息或者由计算机系统770产生的MRI。这里，无线射频线圈720还可包括用于显示无线射频线圈单元的电源电压的供应状态的显示单元。然而，电源电压的状态可被包括在由输出单元790输出的关于MRI设备的操作的信息中。即，无线射频线圈720可经由无线与MRI设备通信，因此，无线射频线圈720将关于与无线射频线圈单元相关的电源电压的供应的信息发送到MRI设备的接收单元750。接收单元750可在接收无线射频信号之前接收关于供应到无线射频线圈的电源电压的状态，将关于电源电压的状态的信息输出到输出单元790。同时，当在接收单元750接收到无线射频信号之后切断到无线射频线圈单元的电源电压的供应且计算机系统770产生MRI时，输出单元790输出这样的状态信息。根据上面提到的示例性实施例，无线射频线圈根据通过检测从无线射频线圈所在的空间释放的信号而获得的结果自动地接通和关断。因此，在不需要必须在使用无线射频线圈的时候操作机械开关的情况下，用户的便捷性增强。另外，可以防止由于用户忘记接通无线射频线圈的机械开关而导致不能获得MRI的结果。虽然已经示出并描述了本发明构思的一些示例性实施例，但是本领域技术人员应当理解，在不脱离由权利要求及其等同物限定其范围的本发明构思的原理和精神的情况下，可以对这些示例性实施例做出改变。
权利要求
1.一种用于磁共振成像MRI的无线射频线圈，所述无线射频线圈包括: 无线射频线圈单元，被配置为发射、接收、或者发射和接收射频信号； 电源单元，被配置为提供用于无线射频线圈单元的操作的电源电压； 开关，连接到电源单元和无线射频线圈单元； 传感器单元，被配置为检测从无线射频线圈单元所在的空间释放的信号； 控制单元，被配置为通过根据从传感器单元获得的结果控制开关来提供或者切断用于无线射频线圈单元的操作的电源电压。
2.根据权利要求1所述的无线射频线圈，其中，传感器单元设置有检测光学信号的光学传感器。
3.根据权利要求1所述的无线射频线圈，其中，传感器单元检测从位于MRI设备的机架的内部空间中的激光发射单元发射的激光。
4.根据权利要求1所述的无线射频线圈，其中，传感器单元设置有检测磁场的磁传感器。
5.根据权利要求1所述的无线射频线圈，其中，传感器单元检测由位于MRI设备的机架的内部空间中的主磁体产生的主磁场。
6.根据权利要求1所述的无线射频线圈，其中，传感器单元检测由位于MRI设备的机架的内部空间中的梯度线圈产生的倾斜磁场。
7.根据权利要求1所述的无线射频线圈，其中，传感器单元检测从位于MRI设备的机架的内部空间中的射频线圈发射的`射频脉冲的磁场分量。
8.根据权利要求1所述的无线射频线圈，还包括:显示单元，被配置为显示用于无线射频线圈单元的操作的电源电压的供应状态。
9.一种控制用于磁共振成像MRI的无线射频线圈的电源的方法，所述无线射频线圈包括:无线射频线圈单元，被配置为发射、接收、或者发射和接收射频信号；电源单元，被配置为提供用于无线射频线圈单元的操作的电源电压；开关，连接到电源单元和无线射频线圈单元；传感器单元，被配置为检测从无线射频线圈单元所在的空间释放的信号，所述方法包括: 通过传感器单元检测从无线射频线圈单元所在的空间释放的信号； 通过根据从传感器单元获得的结果控制开关，来提供或者切断用于无线射频线圈单元的操作的电源电压。
10.根据权利要求9所述的方法，其中，在检测所述信号的步骤中，通过被配置为检测光学信号的光学传感器来检测激光。
11.根据权利要求9所述的方法，其中，在检测所述信号的步骤中，检测从位于MRI设备的机架的内部空间中的激光发射单元发射的激光。
12.根据权利要求9所述的方法，其中，在检测所述信号的步骤中，通过被配置为检测磁场的磁传感器检测磁场。
13.根据权利要求9所述的方法，其中，在检测所述信号的步骤中，检测由位于MRI设备的机架的内部空间中的主磁体产生的主磁场。
14.根据权利要求9所述的方法，其中，在检测所述信号的步骤中，检测由位于MRI设备的机架的内部空间中的梯度线圈产生的倾斜磁场。
15.根据权利要求9所述的方法，其中，在检测所述信号的步骤中，检测从位于MRI设备的机架的内部空间中的 射频线圈发射的射频脉冲的磁场分量。
全文摘要
本发明公开了无线射频线圈及其控制方法和使用线圈的磁共振成像设备。提供了一种用于磁共振成像(MRI)的无线射频线圈。无线射频线圈包括无线射频线圈单元，被配置为发射、接收、或者发射和接收射频信号；电源，被配置为提供用于无线射频线圈单元的操作的电源电压；开关，连接到电源和无线射频线圈单元；传感器，被配置为检测从无线射频线圈单元所在的空间释放的信号；控制器，被配置为通过根据从传感器获得的结果控制开关来提供或者切断到无线射频线圈单元的电源电压。
文档编号G01R33/32GK103105596SQ201210447589
公开日2013年5月15日 申请日期2012年11月9日 优先权日2011年11月10日
发明者崔胜齐, 权宁哲, 黄陈煐 申请人:三星电子株式会社