[实用新型]用于共模信号抑制器件的失效探测电路

说明书

技术领域

本实用新型涉及磁共振成像领域，具体涉及一种用于共模信号抑制器件的失效探测电路。

背景技术

磁共振成像（MRI）是现代医学影像领域中重要设诊断设备之一。其主要由主磁场、梯度线圈、射频系统、谱仪和数字处理系统组成：主磁场对人体中的氢原子核自旋进行极化，磁极化原子核在人体中产生磁矩；梯度线圈用来产生并控制磁场中的梯度，以实现MRI信号的空间分辨；射频系统是实施激励、接受和处理射频电磁波功能单元，主要为射频线圈包括射频发射线圈和射频接收线圈，射频线圈根据扫描序列的要求发射短暂的各种翻转角度的射频波，接收线圈处理被激励的成像区域内正在迟豫的磁共振信号，核磁共振信号经谱仪和数字处理系统的处理，经过傅立叶变换，建立一幅完整的磁共振成像。

由于射频信号波长和部件的尺寸（米量级）相当，构成磁共振线圈共模扼流装置的发射线圈、接收线圈和系统(电磁)环境（如梯度线圈、电磁屏蔽壳等等）很容易产生相互干扰和耦合。不合适的设计会导致损耗更多的发射射频能量、对接收信号引入更大的噪声、对器械和病人导致损伤的射频发热等等问题。其中,发射线圈和接收线圈耦合最常见的现象是高功率的发射能量会在接收线圈内或其系统连接的电缆线上产生很大的共模信号，这些信号会引起线圈和电缆发热等不良效应。这些效应使得有可能直接与人体部件的过热会从而导致病人烧伤事件医疗器械不良事件发生。

常见的共模信号抑制器件是平衡至非平衡转换器，如Balun（巴伦）和Bazooka（巴祖卡）。它们是磁共振线圈重要的具有保护病人降低使用风险的安全功能的装置。与其它领域设计不同（在其他领域中，它们可以是较为简单的电感或磁圈），在磁共振射频线圈中，它们实质是由电容和电感的组成并调谐到特定频率的并联谐振回路。这个并联回路对于差模信号有着极低的阻抗，而对共模信号有着很高的阻抗。对于差模信号的低阻效应是保证有用的射频信号通过，而对无用的共模信号的高阻是起到扼制可能导致不良效应的共模射频电流作用。这些装置理论上有着很好的效果，但是，很多记录报告和记录表明，由于这些装置失效引起病人灼伤事件常有发生。产生这个医疗器械的风险主要有两个原因。第一个原因是在设计时这些器件的可靠性被高估了。第二个原因是没有有效可行的方法监控这些器件的工作状态。在线圈生产时，这些安全器件在调试和组装到线圈后，其功能是否正常就不再受到监控和检查了。事实上故障调查的信息表明有很多机制可以导致这些器件失效，如电气损坏（如电容和电感等原器件由于过压、过流、过热和自身的可靠性等问题导致的损坏，等等）和机械损坏（如电感变形，等等）可能导致器件的工作频率偏移、或已不能形成谐振电路。另外，如果这些装置正常工作，具有有效扼制共模模式电流的作用,其中的并联谐振电路中电流和电感的应有足够大射频电流（一般在几个安培以上）。直接测量或监控这些电流实现难度和成本都较大，所以目前市场上和文献上没有相关的可实践的探测或监控设计。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是提供一种安全可靠、检测准确、实施方便、结构简单、成本低廉的用于共模信号抑制器件的失效探测电路。

为解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案为：

一种用于共模信号抑制器件的失效探测电路，包括依次相连的并联谐振单元、被动产生直流偏置单元、整流指示电路单元，所述并联谐振单元与共模信号抑制器件输出端相连，所述并联谐振单元从共模信号抑制器件采集交流射频电压并输出给被动产生直流偏置单元，所述被动产生直流偏置单元将并联谐振单元输出的交流射频电压转换成直流的偏置电压并通过所述偏置电压控制所述整流指示电路单元的发光状态。

作为上述技术方案的进一步改进：

所述并联谐振单元为相互并联的电感和电容组成的并联谐振电路。

所述被动产生直流偏置单元由串联的电容和第一二极管单元组成，所述电容和二极管单元与所述并联谐振单元串联形成一个回路，所述第一二极管单元为单个二极管或者由并联、串联或混合组成的二极管阵列组成。

所述整流指示电路单元包括与由串联的发光二极管和第二二极管单元组成，所述发光二极管和第二二极管单元与所述第一二极管单元串联形成一个回路，所述第二二极管单元为单个二极管或者由并联、串联或混合组成的二极管阵列组成。