[发明专利]用于改变共振频率的非线性和智能超材料

说明书

无源MRI增强实施方式包括多个谐振器，并且增加由试样发射并由MRI机器捕获的射频信号的信噪比。该装置在从MRI机器到试样的信号发射和/或从试样到MRI机器的信号接收期间增加了射频能量的磁场分量。该装置的使用改进了由MRI机器生成的图像，和/或减少了MRI机器捕获图像所需的时间。隔离器实施方式具有非线性谐振器和第二谐振器，所述非线性谐振器以交替方式被可控地配置成隔离配置和发射配置。非线性谐振器耦合到通信端口，并且在非线性谐振器处于隔离配置时与第二谐振器在通信上基本隔离并在非线性谐振器处于发射配置时通信地耦合到第二谐振器。

相关申请

本专利申请要求于2019年10月8日提交的、名称为“Nonlinear and SmartMetamaterials Useful to Change Resonance Frequencies”、发明人姓名为Xin Zhang、Stephan Anderson、Xiaoguang Zhao和Guangwu Duan的美国临时专利申请No.62/912,369的优先权；并且也与于2019年6月17日提交的、名称为“Apparatus for ImprovementMagnetic Resonance Imaging”、发明人姓名为Xin Zhang、Stephan Anderson、GuangwuDuan和Xiaoguang Zhao的美国非临时专利申请No.16/443,126[从业者文件32730-12503]有关；美国非临时专利申请No.16/443,126是于2018年6月7日提交的、名称为“Apparatusfor Improvement Magnetic Resonance Imaging”、发明人姓名为Xin Zhang、StephanAnderson、Guangwu Duan和Xiaoguang Zhao的美国非临时专利申请No.16/002,458(现为美国专利10,324,152[从业者文件32730-12501])的继续申请；美国专利10,324,152要求于2017年6月7日提交的、名称为“Apparatus for Improvement Magnetic ResonanceImaging”、发明人姓名为Xin Zhang、Stephan Anderson、Guangwu Duan和Xiaoguang Zhao的美国临时专利申请No.62/516,376[从业者文件32730-11901]的优先权，前述每一项公开的全部内容通过引用并入本文。

政府支持

本发明是在根据美国国立卫生研究院授予的合同No.EB024673的政府支持下进行的。政府对本发明具有一定的权利。

技术领域

本发明涉及谐振电路，尤其涉及具有可控谐振频率的电路。

背景技术

磁共振成像(MRI)是一种医学成像技术，无需使用X射线即可捕获试样内部结构的图像。MRI机器向试样施加强磁场和电磁刺激，使试样的原子发出电磁信号作为响应。MRI机器捕获试样发出的电磁信号，并根据这些捕获的信号构建图像。

MRI机器的一个已知限制是捕获信号的信噪比(SNR)。噪声是由多种来源(包括MRI机器本身的电路)产生的，并且会破坏和模糊试样发出的信号。SNR可以通过增强信号(例如，通过增加静态磁场的强度)或通过降低噪声(例如，通过改进MRI机器的信号处理电路)或通过两者的组合来改善。这些方法不太理想，但是可以安全地应用于某些试样(诸如活体动物)的功率量有限，并且噪声无法完全消除。

发明内容

例示性实施方式公开了一种信号放大附件，该信号放大附件在MRI机器的孔内使用。MRI机器具有发射线圈和接收线圈，所述发射线圈被设置成在发射模式下向所述孔中的试样发射具有发射频率的激发信号，并且所述接收线圈被设置成在接收模式下从所述试样接收具有响应频率的响应信号。