[发明专利]对插入到用于介入式MRI的RF安全传输线中的变压器的连续机械调谐

说明书

本发明涉及一种配备有源介入式装置的磁共振设备，该有源介入式装置将在进行MR成像以检查患者或其他对象期间使用。本发明具体应用于改善安全性，特别是在传输线中。

MR成像系统通常用于对患者的检查和治疗。通过这样的系统，待检查的身体组织的核自旋通过静主磁场B₀对齐，并通过在射频带中振荡的横向磁场B₁激励。所产生的弛豫信号暴露于梯度磁场以定位所得的共振。接收弛豫信号，以便以已知的方式形成一维或二维图像。

常用的两种类型的MR系统包括“开放式”MR系统(垂直系统)和“膛型”系统。在前者中，患者被引入到检查区中，该检查区位于通过C-型单元连接的两个磁极之间。在检查或治疗期间几乎从所有侧面接近患者。后者包括圆柱形检查空间(轴向系统)，患者被引进该圆柱形检查空间中。

RF线圈系统提供RF信号的发射和共振信号的接收。除了永久构建在成像设备中的RF线圈系统，还利用表面线圈，可以灵活布置该表面线圈，例如，作为待检查的特定区域周围或其中的衬套或衬垫。

此外，利用引入到患者体内的有源介入式装置，以便例如当患者处于成像器中时获取组织样本或执行手术动作。在介入式装置的远端通常具有至少一个线圈元件，目的是在形成的图像中定位或者用于成像。

提供传输线或路径以连接如导管、针、支架、成像线圈、引导线等介入式装置中的远端和/或其他部件与有源单元，特别是电源、接收/发射装置、控制单元，等等。有源介入式装置通常必须通过MR场指导，在MR系统的情况下，MR场包括以RF脉冲的形式生成的B₁场，所述RF脉冲通过RF线圈系统发射。在传输线和周边身体组织中，这样的RF场可以诱发共模信号(电流)。这种共模信号会引起大的电场。这些电流不仅造成对附属装置和/或有源单元的干扰或破坏，它们尤其是还可能使临近的组织显著受热，可能导致患者内部器官的严重烧伤或血液/组织凝结。

为了解决这些问题，已经提出了安全的变压器(transformer)线(STL)。通过将传输线分为短的段，使用变压器感应(inductively)耦合各段，并适当地调谐电感/电容，传输线能够被调谐为针对引起问题的共模电流为非共振的并且因此不导电的，而对产生实际MR信号的差模电流是共振的并且因此高传导性的。变压器感应地发射传输线信号，同时鲁棒地衰减在传输线中诱发的RF电流，无需使用并联谐振电路，所述并联谐振电路中充斥着能够生成危险的局部热量的RF电流，并且体积庞大，造价昂贵。

在实践中，安全变压器线起初在实验室中被调谐为预期的工作频率。然后将STL集成到介入式装置中。该调谐没有预先考虑到多变的环境条件，诸如导管结构的影响，以及身体组织、空气、骨骼、血液和装置中能够影响信号质量的其他电子部件的影响。此外，传输线段和变压器线的变压器可能例如由于部件的容许误差，在设计时没有被调谐，这会进一步降低适应性。

本发明提供新的经改进的安全的变压器线，所述安全的变压器线能够在所有装置组装完毕后针对具体环境进行调谐，这克服了上述问题和其他问题。

根据一个方面，提供了一种用于各种导管或介入式器械中的任意一种的变压器线。感应耦合各传输线段的至少一对变压器绕组设置在介入式器械中。至少一个调谐元件设置在所述变压器绕组中的至少一个附近，并被配置成调节变压器绕组的几何结构。

根据另一个方面，提供了一种使用变压器线的方法，所述变压器线包括感应耦合各传输线段的至少一对变压器绕组。所述变压器线被安装在诸如导管的介入式器械中。设置在至少一个变压器绕组附近的介入式器械中的调谐元件被用于调节变压器绕组的几何结构。

一个优点在于允许对成品后的介入式装置进行调节。

另一优点在于该设计允许多条平行线集成到介入式装置中。

进一步的优点在于改进了成像、可视化和定位。

本领域普通技术人员通过阅读和理解下文的详细描述，将理解本发明的进一步优点。

本发明可以具体化为不同的部件或部件布置，以及具体化为不同的步骤和步骤安排。附图仅用于图示说明优选实施例，而不应解释为是对本发明的限制。

图1是MR设备连同具有连续可调谐的变压器线的介入式器械的部分剖面的图解侧视图；

图2A和2B是连续可调谐的变压器线的频率相应的范例；

图3是变压器线的示意图，该变压器线具有在诸如导管或引导线的介入式器械中的可变形绕组；

图4A和4B是变压器线的示意图，该变压器线具有集成的转动-扩张器以调节变压器绕组的几何结构；