[发明专利]在使用高磁场核磁共振系统获取腔内结构的图像和频谱时使用的腔内探针及其接口

权利要求书

1.一种用于使腔内探针与具有操作接收周期和发送周期的核磁共振系统连接 的接口设备，所述腔内探针具有一线圈回路和在插头处终止并用于将所述线圈回路 连接到所述接口设备的一对输出电缆，所述接口设备包括：

(a)插座，所述腔内探针的所述插头能够与其连接；

(b)相移网络，连接到所述插座，所述相移网络具有分别与所述输出电缆的 第一和第二电缆相连的第一和第二子网络，当所述腔内探针的所述插头插入所述插 座中时，所述输出电缆的每一条在其另一端跨所述线圈回路中的驱动电容器连接并 且具有电气长度S_L+n(λ/4)，其中S_L是其电抗和与之相对应的驱动电容器的电抗大 小相同的补充长度，n是奇数，而λ是所述核磁共振系统的工作频率的波长；以及

(c)一对PIN二极管，其中第一PIN二极管跨接所述第一子网的输出，第二 PIN二极管跨接所述第二子网的输出，使得所述第一和第二子网络中每一个从所述 插座到与其对应的所述PIN二极管的电气长度为λ/4；

其中(I)当所述腔内探针的插头插入所述接口设备的所述插座时，所述相移 网络在以下期间启用所述线圈回路：(i)在所述接收周期期间，当所述PIN二极管 反向偏置以通过所述输出电缆耦合到所述核磁共振系统的探针输入端从而允许从 所述输出电缆的每一条接收的核磁共振信号被结构性组合并被路由到所述探针输 入端时，以及(ii)在所述发送周期期间，当所述PIN二极管正向偏置以经由所述 输出电缆的每一条和与其对应的所述子网络的组合电气长度S_L+n(λ/2)从所述核磁 共振系统的发送场去耦合；以及(II)当所述腔内探针的所述插头从所述接口设备 的所述插座拔出，在所述发送周期期间所述线圈回路经由所述输出电缆的每一条的 所述电气长度S_L+n(λ/4)从所述核磁共振系统的发送场去耦合。

2.如权利要求1所述的接口设备，其特征在于，所述相移网络包括前置放大 器，用于提供所述相移网络与所述探针输入端之间的增益和阻抗匹配，从而从所述 相移网络所接收的所述核磁共振信号在所述接收周期期间被以增强信噪比传送给 所述探针输入端。

3.如权利要求2所述的接口设备，其特征在于，所述前置放大器包括：

(a)GASFET，具有栅极、源极和漏极；以及

(b)串联共振电路，连接在所述相移网络与所述栅极之间，所述串联共振电 路用于将所述腔内探针耦合到所述栅极，以扩大所述线圈回路的频率响应，所述串 联共振电路包括输入电容器和输入电感器，在其结点处连接有所述GASFET的所 述栅极，所述串联共振电路在所述核磁共振系统的所述接收周期期间用于在加载所 述线圈回路时向所述GASFET提供最佳阻抗。

4.如权利要求3所述的接口设备，其特征在于，所述GASFET在其所述源极 处连接到一偏压电阻器，在其所述漏极处连接到一耦合电容器和一RF扼流圈，从 而当所述接口设备连接到所述核磁共振系统时，所述漏极经由所述耦合电容器连接 到所述探针输入端，并经由所述RF扼流圈连接到所述核磁共振系统中的DC电源。

5.如权利要求1所述的接口设备，其特征在于，还包括：

(a)探针电缆，用于连接所述接口设备的输出与所述核磁共振系统的所述探 针输入端；

(b)电缆陷波电路，用于防止非期望电流在所述探针电缆的屏蔽导体上流动。

6.如权利要求2所述的接口设备，其特征在于，还包括一前置放大器保护二 极管，用于在所述核磁共振系统的所述发送周期期间保护所述前置放大器。