Magnetic resonance scanning devices

Abstract

An MR coil assembly for medical imaging may be provided. The MR coil assembly may comprise a first coil structure and a second coil structure. The first coil structure may be configured to receive MR signals from a scanning part of a subject. The second coil structure may be configured to receive the MR signals from the first coil structure through electromagnetic coupling between the first coil structure and the second coil structure, wherein during an MR scan of the scanning part of the subject, the first coil structure is positioned closer to the scanning part than the second coil structure.

Description

MAGNETIC RESONANCE SCANNING DEVICESCROSS-REFERENCE TO RELATED APPLICATIONS

[0001] This application claims the priority of Chinese Application No. 202411736489.9, filed on November 28, 2024 and Chinese Application No. 202422933118.1, filed on November 28, 2024, the entire contents of each of which are incorporated herein by reference.TECHNICAL FIELD

[0002] The present disclosure generally relates to the medical imaging field, and in particular, to magnetic resonance (MR) scanning devices.BACKGROUND

[0003] Magnetic resonance imaging (MRI) technology has been widely used for generating medical images of interior of a patient’s body for, e.g., clinical examinations, medical diagnosis, and / or treatment purposes. During MRI, a local coil assembly is placed close to a scanning part of a subject to collect MR signals with a high signal-to-noise ratio. The scanning part may include the head, a breast, a joint, or the like, and the size of the scanning part may vary for different patients. This demands a local coil assembly that not only conforms closely to the scanning part to ensure signal quality, but also provides sufficient space and flexibility to maintain patient comfort.SUMMARY

[0004] According to an aspect of the present disclosure, an MR coil assembly for medical imaging may be provided. The MR coil assembly may comprise a first coil structure and a second coil structure. The first coil structure may be configured to receive MR signals from a scanning part of a subject. The second coil structure may be configured to receive the MR signals from the first coil structure through electromagnetic coupling between the first coil structure and the second coil structure, wherein during an MR scan of the scanning part of the subject, the first coil structure is positioned closer to the scanning part than the second coil structure.

[0005] In some embodiments, the first coil structure comprises a first body and a plurality of first coil units disposed on or within the first body. The second coil structure comprises a second body and one or more second coil units disposed on or within the second body.

[0006] In some embodiments, the first body is a flexible body worn on the scanning part, and the second body is a rigid body.

[0007] In some embodiments, a gap is maintained between the first coil units and the one or more second coil units during an MR scan of the subject.

[0008] In some embodiments, the MR coil assembly further comprises an elastic filler disposed between the first coil structure and the second coil structure, the elastic filler being configured such that during the MR scan of the subject, the gap between the first coil units and the one or more second coil units is not smaller than a first preset threshold.

[0009] In some embodiments, each first coil unit has a first diameter, each second coil unit has a second diameter, the gap between the first coil units and the one or more second coil units is not greater than a second preset threshold during the MR scan, and the second preset threshold is the smaller one of the first diameter and the second diameter.

[0010] In some embodiments, the MR coil assembly further comprises at least one airbag disposed on or within the flexible body, at least one airbag is configured to, upon inflation, urge an inner surface of the first coil structure to fit more closely to the scanning part.

[0011] In some embodiments, the flexible body is a tubular wearable flexible body formed by splicing a plurality of flexible modules in sequence, and adjacent two of the plurality of flexible modules have an overlapping region.

[0012] In some embodiments, the first coil structure comprises a plurality of first coil units, the second coil structure comprises a plurality of second coil units, and each of the first coil units is arranged in one-to-one correspondence with one of the second coil units.

[0013] In some embodiments, the first coil structure is a radiofrequency (RF) antenna, the second coil structure is a pickup array, and the RF antenna and the pickup array are movable relative to each other.

[0014] In some embodiments, the first coil structure comprises a plurality of first coil units, the second coil structure comprises one or more second coil units, and the number of the plurality of first coil units is greater than the number of the one or more second coil units.

[0015] In some embodiments, the first coil structure comprises a plurality of first coil units, the first coil units have no preamplifier and are detuned during an emission period of RF pulses via a passive detuning mechanism.

[0016] In some embodiments, the first coil structure comprises a plurality of first coil units, the first coil units are detuned during an emission period of RF pulses via an active detuning mechanism, the first coil structure is connected to a controller via a wired connection, and the controller is configured to detune the first coil units.

[0017] In some embodiments, the second coil structure comprises one or more second coil units, the one or more second coil units are connected to a preamplifier via a wired connection and are detuned during the emission period of the RF pulses via an active detuning mechanism.

[0018] In some embodiments, the first coil structure comprises a plurality of first coil units, the second coil structure comprises one or more second coil units, the one or more second coil units are connected to a controller via a wired connection, each first coil unit is connected to the second coil structure via a wired connection, and the controller is configured to detune the first coil units and the one or more second coil units.

[0019] In some embodiments, the first coil structure is in contact with the second coil structure.

[0020] In some embodiments, the first coil structure and the second coil structure are integrated into a common housing.

[0021] According to an aspect of the present disclosure, an MR coil assembly for medical imaging may be provided. The MR coil assembly may comprise a first coil structure and a second coil structure. The first coil structure may be a radiofrequency (RF) antenna, and the RF antenna may be configured to receive MR signals from the scanning part. The second coil structure may be geometrically separated from the first coil structure, wherein, the second coil structure is a pickup array picking up the received MR signals from the RF antenna, and the pickup array is configured for electromagnetic coupling with the RF antenna.

[0022] In some embodiments, the first coil structure is a flexible surface coil, the second coil structure is configured to support the first coil structure and the scanning part of the subject.

[0023] According to an aspect of the present disclosure, an MR scanning device may be provided. The MR scanning device may comprise a table and an MR coil assembly. The MR coil assembly may comprise a first coil structure and a second coil structure. The first coil structure may be configured to receive MR signals from the scanning part. The second coil structure may be disposed on the table. The second coil structure may be coupled to the first coil structure and configured to wirelessly receive the MR signals from the first coil structure.

[0024] In some embodiments, the MR scanning device further comprises a receiver integrated in the table or disposed separately from the table. The table includes a transmission interface connected to the receiver. The second coil structure is connected to the transmission interface via a wired connection and transmits the MR signals to the receiver via the wired connection and the transmission interface.

[0025] In some embodiments, the MR scanning device further comprises a receiver integrated in the table, wherein the second coil structure (120) is configured to transmit the MR signals to the receiver wirelessly.

[0026] Additional features will be set forth in part in the description which follows, and in part will become apparent to those skilled in the art upon examination of the following and the accompanying drawings or may be learned by production or operation of the examples. The features of the present disclosure may be realized and attained by practice or use of various aspects of the methodologies, instrumentalities, and combinations set forth in the detailed examples discussed below.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS

[0027] The present disclosure is further described in terms of exemplary embodiments. These exemplary embodiments are described in detail with reference to the drawings. These embodiments are non-limiting exemplary embodiments, in which like reference numerals represent similar structures throughout the several views of the drawings, and wherein:

[0028] FIG. 1A is a block diagram illustrating exemplary MRI system according to some embodiments of the present disclosure;

[0029] FIG. 1B is another block diagram illustrating exemplary MRI system according to some embodiments of the present disclosure;

[0030] FIG. 1C is another block diagram illustrating exemplary MRI system according to some embodiments of the present disclosure;

[0031] FIG. 2A is a schematic diagram illustrating a cross-section of an exemplary head coil assembly according to some embodiments of the present disclosure;

[0032] FIG. 2B is a schematic diagram illustrating coil units of the head coil assembly in FIG. 2A according to some embodiments of the present disclosure;

[0033] FIG. 2C is a schematic diagram illustrating the first coil structure of the head coil assembly in FIG. 2A worn on the head according to some embodiments of the present disclosure;

[0034] FIG. 3A is a schematic diagram illustrating an exemplary breast coil assembly according to some embodiments of the present disclosure;

[0035] FIGs. 3B and 3C are schematic diagrams illustrating coil units of the breast coil assembly in FIG. 3A according to some embodiments of the present disclosure;

[0036] FIG. 4A is a schematic diagram illustrating an exemplary knee joint coil assembly according to some embodiments of the present disclosure;

[0037] FIGs. 4B and 4C are schematic diagrams illustrating coil units of the knee joint coil assembly in FIG. 4A according to some embodiments of the present disclosure;

[0038] FIGs. 4D and 4E are expanded views illustrating the first coil structure of the knee joint coil assembly in FIG. 4A according to some embodiments of the present disclosure;

[0039] FIG. 5 is a schematic diagram illustrating an exemplary head coil assembly according to some embodiments of the present disclosure;

[0040] FIG. 6 is a schematic diagram illustrating an exemplary spine coil assembly according to some embodiments of the present disclosure;

[0041] FIG. 7A is a schematic diagram illustrating an exemplary equivalent circuit of a first coil unit according to some embodiments of the present disclosure;

[0042] FIG. 7B is a schematic diagram illustrating an exemplary frequency-response curve of the first coil unit in FIG. 7A according to some embodiments of the present disclosure;

[0043] FIG. 8A is a schematic diagram illustrating an exemplary equivalent circuit of a second coil unit according to some embodiments of the present disclosure;

[0044] FIG. 8B is a schematic diagram illustrating an exemplary frequency-response curve of a second coil unit connected to a preamplifier according to some embodiments of the present disclosure;

[0045] FIG. 8C is a schematic diagram illustrating another exemplary frequency-response curve of a second coil unit having no preamplifier according to some embodiments of the present disclosure; and

[0046] FIG. 9 is a schematic diagram illustrating an exemplary equivalent circuit of a second coil unit according to some embodiments of the present disclosure.DETAILED DESCRIPTION

[0047] In the following detailed description, numerous specific details are set forth by way of examples in order to provide a thorough understanding of the relevant disclosure. However, it should be apparent to those skilled in the art that the present disclosure may be practiced without such details. In other instances, well-known methods, procedures, systems, components, and / or circuitry have been described at a relatively high level, without detail, in order to avoid unnecessarily obscuring aspects of the present disclosure. Various modifications to the disclosed embodiments will be readily apparent to those skilled in the art, and the general principles defined herein may be applied to other embodiments and applications without departing from the spirit and scope of the present disclosure. Thus, the present disclosure is not limited to the embodiments shown, but to be accorded the widest scope consistent with the claims.

[0048] The terminology used herein is for the purpose of describing particular example embodiments only and is not intended to be limiting. As used herein, the singular forms “a, ” “an, ” and “the” may be intended to include the plural forms as well, unless the context clearly indicates otherwise. It will be further understood that the terms “comprise, ” “comprises, ” and / or “comprising, ” “include, ” “includes, ” and / or “including, ” when used in this specification, specify the presence of stated features, integers, steps, operations, elements, and / or components, but do not preclude the presence or addition of one or more other features, integers, steps, operations, elements, components, and / or groups thereof.

[0049] It will be understood that the term “system, ” “engine, ” “unit, ” “module, ” and / or “block” used herein are one method to distinguish different components, elements, parts, sections or assembly of different levels in ascending order. However, the terms may be displaced by another expression if they achieve the same purpose.

[0050] It will be understood that when a unit, engine, module, or block is referred to as being “on, ” “connected to, ” or “coupled to, ” another unit, engine, module, or block, it may be directly on, connected or coupled to, or communicate with the other unit, engine, module, or block, or an intervening unit, engine, module, or block may be present, unless the context clearly indicates otherwise. As used herein, the term “and / or” includes any and all combinations of one or more of the associated listed items.

[0051] It will be understood that, although the terms “first, ” “second, ” “third, ” “fourth, ” etc., may be used herein to describe various elements, these elements should not be limited by these terms. These terms are only used to distinguish one element from another. For example, a first element could be termed a second element, and, similarly, a second element could be termed a first element, without departing from the scope of example embodiments of the present invention.

[0052] Spatial and functional relationships between elements (for example, between crystal elements) are described using various terms, including "connected, " "engaged, " "interfaced, " and "coupled. " Unless explicitly described as being "direct, " when a relationship between first and second elements is described in the present disclosure, that relationship includes a direct relationship where no other intervening elements are present between the first and second elements, and also an indirect relationship where one or more intervening elements are present (either spatially or functionally) between the first and second elements. In contrast, when an element is referred to as being "directly" connected, engaged, interfaced, or coupled to another element, there are no intervening elements present. Other words used to describe the relationship between elements should be interpreted in a like fashion (e.g., "between, " versus "directly between, " "adjacent, " versus "directly adjacent, " etc. ) . As used herein, the term “and / or” includes any and all combinations of one or more of the associated listed items.

[0053] An anatomical structure shown in an image of a subject (e.g., a patient) may correspond to an actual anatomical structure existing in or on the subject’s body. The term “object” and “subject” in the present disclosure are used interchangeably to refer to a biological object (e.g., a patient, an animal) or a non-biological object (e.g., a phantom) . In some embodiments, the object may include a specific part, organ, and / or tissue of the object. For example, the object may include the head, the bladder, the brain, the neck, the torso, a shoulder, an arm, the thorax, the heart, the stomach, a blood vessel, soft tissue, a knee, a foot, or the like, or any combination thereof, of a patient.

[0054] These and other features, and characteristics of the present disclosure, as well as the methods of operation and functions of the related elements of structure and the combination of parts and economies of manufacture, may become more apparent upon consideration of the following description with reference to the accompanying drawings, all of which form a part of this disclosure. It is to be expressly understood, however, that the drawings are for the purpose of illustration and description only and are not intended to limit the scope of the present disclosure. It is understood that the drawings are not to scale.

[0055] Conventional local coil assemblies, such as those designed for head imaging, typically feature an inherently fixed-size accommodation cavity. This design presents a fundamental trade-off: an overly large cavity results in an increased distance to smaller scanning parts, severely compromising the signal-to-noise ratio (SNR) and final image quality. Conversely, an overly small cavity not only restricts the range of eligible subjects but also risks causing patient discomfort such as claustrophobia. Consequently, these conventional designs lack the necessary flexibility and comfort, failing to reconcile high image quality with the demands of diverse patient anatomies.

[0056] An aspect of the present disclosure provides an MR coil assembly. The MR coil assembly may comprise a first coil structure and a second coil structure. The first coil structure is configured to receive MR signals from a scanning part of a subject. The second coil structure is configured to receive the MR signals from the first coil structure through electromagnetic coupling between the first coil structure and the second coil structure. The first coil structure is positioned closer to the scanning part than the second coil structure. In some embodiments, when worn on the subject, the first coil structure may conform to the scanning part of the subject. In some embodiments, the second coil structure is geometrically separate from the first coil structure, and the first coil structure transmits the MR signals wirelessly to the second coil structure. In some embodiments, the MR coil assembly is a local coil assembly (i.e., a radiofrequency (RF) receiver coil assembly) .

[0057] Compared with the conventional local coil assemblies, the first and second coil structures transmit MR signals through electromagnetic coupling, eliminating the need for cable connections. This simplifies the positioning procedures, resulting in greater operational convenience. Moreover, the MR coil assembly of some embodiments of the present disclosure adopts a double-layer design. The first coil structure is an inner flexible layer that can conform to the scanning part, thereby greatly enhancing signal reception efficiency and resulting in an MR image with a superior SNR. The second coil structure is an outer layer with a relatively large size, thereby accommodating a wider range of patient body types and helping alleviate claustrophobia. As a result, the MR coil assembly of the present disclosure can successfully achieve high image quality, broad applicability, and superior patient comfort.

[0058] FIG. 1A is a block diagram illustrating exemplary MRI system 100A according to some embodiments of the present disclosure.

[0059] As illustrated in FIG. 1A, the MRI system 100A may include an MR scanning device 110 and a processing device 120. The components of the MRI system 100A may be communicatively connected in various manners. For example, the MR scanning device 110 and the processing device 120 may be connected through a wireless network or a wire network.

[0060] The MR scanning device 110 may be configured to scan a scanning part of a subject located within its detection region and collect MR signals from the object. The subject may include a biological subject (e.g., a human being, an animal, a plant, or a portion thereof) and / or a non-biological subject (e.g., a phantom) . A scanning part refers to a certain anatomical structure that needs to be tracked or monitored during the MR scan of the subject. The scanning part may include a specific portion, organ, and / or tissue of a patient. For example, the scanning part may include the head, the neck, the shoulder, arm, thorax, cardiac, stomach, blood vessel, soft tissue, feet, a breast, an elbow joint, a wrist joint, an ankle joint, a knee joint, or the like, or any combination thereof. In the present disclosure, “subject” and “object” are used interchangeably. In some embodiments, the MR scanning device 110 may be a close-bore scanner or an open-bore scanner.

[0061] The processing device 120 may process data obtained from the MR scanning device 110 or other components (e.g., a storage device) of the MRI system 100A. For example, the processing device 120 may reconstruct an MR image based on the MR signals collected by the MR scanning device 110. As another example, the processing device 120 may transmit a control signal to the MR scanning device 110 to cause the MR scanning device 110 to perform some operations such as an MR scan. In some embodiments, the processing device 120 may be a single server or a server group. The server group may be centralized or distributed. In some embodiments, the processing device 120 may be local or remote.

[0062] As illustrated in FIG. 1A, the MR scanning device 110 may include an MR coil assembly 111A and a table 112. The MR coil assembly 111A may be configured to receive MR signals from the scanning part of the subject. In some embodiments, the MR coil assembly may be a local coil assembly placed on or around the scanning part during the MR scan.

[0063] The MR coil assembly 111A may have different types for various scanning parts. For example, the MR coil assembly 111A may include a head coil assembly for the head, a breast coil assembly for a breast, an elbow joint coil assembly for an elbow joint, a wrist joint coil assembly for a wrist joint, an ankle joint coil assembly for an ankle joint, a knee joint coil assembly for a knee joint, a shoulder coil assembly for a shoulder joint, a spine coil assembly for a spine, or the like. MR coil assemblies for different scanning parts may have different shapes and sizes. For example, as shown in FIG. 2A, the head coil assembly 200 may be helmet-shaped. As another example, as shown in FIG. 3A, the breast coil assembly 300 may be cup-shaped. As another still example, as shown in FIG. 4A, the knee joint coil assembly 400 may be cylindrical.

[0064] The table 112 may be configured to support and position the subject within the detection region of the MR scanning device 110.

[0065] It will be understood that the MR scanning device 110 may include additional components not shown in FIG. 1A. For example, the MR scanning device 110 may include a gantry, a main magnet, gradient coils, and a volume transmit coil. The gantry forms a second accommodation cavity configured to accommodate the subject for scanning. The main magnet may be configured to generate a main magnetic field (B0 field) . In some embodiments, the main magnet may include superconducting coils. The gradient coils include an X-gradient coil, a Y-gradient coil, and a Z-gradient coil, which generate an X-direction gradient field, a Y-direction gradient field, and a Z-direction gradient field, respectively, for producing spatial encoding signals to spatially localize the MR signals. The volume transmit coil may be configure to transmit RF signals.

[0066] In some embodiments, the MR coil assembly 111A may include a first coil structure 1111 and a second coil structure 1112. The first coil structure 1111 is configured to receive MR signals from the scanning part of the subject. During an MR scan of the scanning part of the subject, the first coil structure is positioned closer to the scanning part than the second coil structure 1112. The second coil structure 1112 is configured to receive the MR signals from the first coil structure 1111. In some embodiments, the first coil structure 1111 transmits the MR signals wirelessly to the second coil structure 1112. Wireless data transmission between the first coil structure 1111 and the second coil structure 1112 may be achieved through various manners such as electromagnetic coupling (also referred to as inductive coupling) , optical coupling, RF coupling, capacitive coupling, etc.

[0067] In some embodiments, the second coil structure 1112 may be electromagnetically coupled to the first coil structure 1111. The second coil structure 1112 receives the MR signals from the first coil structure 1111 through electromagnetic coupling between the first coil structure 1111 and the second coil structure 1112. Specifically, the first coil structure 1111 and the second coil structure 1112 form a loosely coupled transformer model, enabling wireless signal transmission through near-field electromagnetic coupling. The first coil structure 1111 acts as a primary coil (i.e., a signal source) , while the second coil structure 1112 functions as a secondary coil (i.e., a signal pickup end) . The MR signals of the scanning part are efficiently captured by the first coil structure 1111, which is closely attached to the scanning part, and an induced current is generated. This induced current generates an alternating magnetic field. As both the first coil structure 1111 and the second coil structure 1112 are tuned to the same system frequency (which will be described in detail hereinafter) , the MR signals are efficiently transferred to the second coil structure 1112 via electromagnetic coupling resonance. In this case, the MR coil assembly 111A may be also referred to as a Near Field Communication (NFC) coil assembly.

[0068] The second coil structure 1112 may transmit the MR signals to the processing device 120 for image reconstruction. In some embodiment, the second coil structure 1112 may receive second MR signals directly from the scanning part. The second coil structure 1112 may transmit both the second MR signals and the MR signals to the processing device 120 for image reconstruction.

[0069] In some embodiments, the first coil structure 1111 forms an accommodation cavity (also referred to as a first accommodation cavity) for accommodating the scanning part of the subject. A shape of the accommodation cavity may be similar to a shape of the scanning part. In some embodiments, the accommodation cavity of the first coil structure 1111 conforms to the scanning part of the subject. For example, a cavity wall of the accommodation cavity may be in close contact with the scanning part. The first coil structure 1111 has a first opening, which allows the scanning part to move into or out of the accommodation cavity. The first coil structures 1111 for different scanning parts may have different shapes and sizes. For example, for the head coil assembly 200, the first coil structure 1111 is helmet-shaped. As another example, for the breast coil assembly 300, the first coil structure 1111 is a cup-shaped. As another still example, for the knee joint coil assembly 400, the first coil structure 1111 is a cylindrical. As another still example, for the ankle joint coil assembly, the first coil structure 1111 is a boot-shaped form. As another still example, for the shoulder coil assembly, the first coil structure 1111 is a scapula-shaped.

[0070] In some embodiments, the second coil structure 1112 surrounds the first coil structure 1111. That is, the first coil structure 1111 is closer to the scanning part than the second coil structure 1112 and the second coil structure 1112 arranges circumambiently about the first coil structure 1111. In some embodiments, the second coil structure 1112 is geometrically (or physically) separated from the first coil structure 1111. The present disclosure is not intended to limit the relative positional relationship between the first coil structure 1111 and the second coil structure 1112. For example, the first coil structure 1111 and the second coil structure 1112 may be arranged in opposition, in a staggered configuration, or side by side.

[0071] In some embodiments, the first coil structure 1111 is a flexible surface coil, the second coil structure 1112 is configured to support the first coil structure 1111 and the scanning part of the subject. For example, the second coil structure 1112 comprises an adjustable support mechanism, such as a plurality of mechanically or pneumatically actuated elements. These elements are configured to apply a controllable pressure to a side of the first coil structure 1111 facing the second coil structure 1112, urging it against the scanning part to achieve optimal proximity while distributing pressure evenly for patient comfort. The second coil structure 1112 has a second opening. A size of the first opening is smaller than or equal to that of the second opening. A projection of the second opening in a direction perpendicular to the first opening covers the first opening. In some embodiments, the first opening and the second opening face the same direction. In some embodiments, the first opening and the second opening are coaxial. A shape of the second coil structure 1112 may be the same as or similar to the shape of the first coil structure 1111.

[0072] In some embodiments, the first coil structure 1111 is an RF antenna, the second coil structure 1112 is a pickup array, and the RF antenna and the pickup array are movable relative to each other.

[0073] In some embodiments, the first coil structure 1111 and the second coil structure 1111 are integrated into a common housing. For example, for the head coil assembly 500 in FIG. 5, the first coil structure 510 and the second coil structure are integrated into a common housing 530.

[0074] In some embodiments, the first coil structure 1111 comprises a first body and a plurality of first coil units disposed on or within the first body. In some embodiments, the first body is a first rigid body. The first rigid body may include a rigid insulating material that exhibits deformation less than a predetermined threshold under typical load conditions. Exemplary rigid insulating material includes polycarbonate (PC) , acrylonitrile butadiene styrene (ABS) , polyamide (Nylon) , carbon-fiber reinforced polymer (CFRP) , glass-fiber reinforced polymer (GFRP) , etc.

[0075] In some embodiments, the first body is a first flexible body worn on the scanning part. The first flexible body forms the accommodation cavity. The first flexible body may be deformable and conform to the scanning part. The first flexible body may include flexible insulating material. For example, the flexible insulating material may include felt, plastic, polymer foam, rubber, or other flexible insulating materials. In some embodiments, the first flexible body can be unfolded into a planar structure for wearing by the subject.

[0076] In some embodiments, the first flexible body may be a wearable first flexible body, and the first flexible body may conform to the scanning part after being worn. In some embodiments, the first flexible body is formed by splicing a plurality of flexible modules (e.g., flexible modules 413 as shown in FIG. 4D) in sequence. In some embodiments, adjacent two of the plurality of flexible modules have an overlapping region. In some embodiments, the plurality of flexible modules may be detachable. By changing the number of flexible modules, the first flexible body can conform to scanning parts of different sizes. In some embodiments, the first flexible body may conform to different types of scanning parts.

[0077] In some embodiments, a size of the first flexible body may be determined according to a type of the scanning part. In some embodiments, for a specific type of the scanning part, flexible bodies of different sizes may be provided, allowing selection of an appropriate first flexible body based on the size of the specific scanning part.

[0078] By using the first flexible body, a distance between the first coil structure 1111 and the scanning part can be significantly reduced, thereby enhancing the SNR of the acquired MR signals while improving patient comfort. In some embodiments, the first flexible body can be worn by the subject itself, which reduces the complexity and time of positioning work and improves the scanning efficiency.

[0079] The plurality of first coil units are disposed on or within the first body. As used herein, a coil unit (a first coil unit, a second coil unit) of the present disclosure refers to an RF receiver coil unit. The first coil units may acquire the MR signals from the subject and transmit the MR signals to the second coil structure 1112.

[0080] In some embodiments, the first coil units may include flexible conductive wires. Exemplary flexible conductive wires include printed metallic interconnects, metal-clad polymer fibers, woven conductive textiles, or liquid metal channels embedded in elastomeric substrates. The first coil units are integrated onto the first flexible body of the first coil structure 1111 in a specific geometric arrangement. For example, the plurality of first coil units may be arranged in an array configuration to form a coil array. In some embodiments, adjacent first coil units are overlapped with each other, thereby enabling the first coil structure 110 to receive MR signals from all tissues in the scanning part.

[0081] According some embodiments of the present disclosure, the first coil units may include flexible conductive wires, enabling them to bend freely with the first flexible body without compromising electrical performance. This design maintains continuous coil geometry and stable signal transmission during donning, motion, or under applied pressure, thereby achieving both high sensitivity and mechanical durability.

[0082] In some embodiments, the second coil structure 1112 comprises a second body and one or more second coil units disposed on or within the second body. In some embodiments, the second body is a second flexible body. The second flexible body may be similar to the first flexible body.

[0083] In some embodiments, the second body is a second rigid body. The second rigid body may include a rigid insulating material that exhibits deformation less than a predetermined threshold under typical load conditions. This characteristic preserves the structural integrity of the second coil structure 1112 and a stable spatial relationship with the first coil structure 1111 during use. Exemplary rigid insulating material includes polycarbonate (PC) , acrylonitrile butadiene styrene (ABS) , polyamide (Nylon) , carbon-fiber reinforced polymer (CFRP) , glass-fiber reinforced polymer (GFRP) , etc.

[0084] In some embodiments, a size of the second rigid body may be greater than the size of the first flexible body, such that the first flexible body can accommodate scanning parts with different sizes, help alleviate claustrophobia, and improve patient comfort. In some embodiments, for a specific type of the scanning part, second rigid bodies of different sizes may be provided. One second rigid body of a specific size may be selected for use in the MR scan.

[0085] The one or more second coil units may acquire the MR signals from the first coil units and transmit the MR signals to the processing device 120 for image reconstruction. The one or more second coil units are integrated onto the second body of the second coil structure 1112 in a specific geometric arrangement. For example, the one or more second coil units may be arranged in an array configuration to form a coil array. In some embodiments, adjacent one or more second coil units are overlapped with each other.

[0086] In some embodiments, the first body and the second body may be connected via a connecting component. Exemplary connecting components include a connecting rod, a connecting block, adhesives, etc. The connection between the first body and the second body is either permanent or detachable. For example, the second body may be dimensioned with a generous size to accommodate scanning parts with different sizes. A plurality of first bodies of different sizes may be provided, enabling the selection of a specific flexible body based on the size of the scanning part. The selected first body is then assembled with the second body to form the complete coil assembly for scanning.

[0087] As described above, the second coil structure 1112 receives the MR signals from the first coil structure 1111 through electromagnetic coupling between the first coil structure 1111 and the second coil structure 1112. In some embodiments, the one or more second coil units include a plurality of second coil units, and each of the first coil units is arranged in one-to-one correspondence with one of the second coil units, to form pairs of coil units. In some embodiments, for a pair of coil units, a size of the second coil unit is greater than a size of the first coil unit, so as to ensure that the MR signals are transmitted completely. With this configuration, electromagnetic coupling channels between each pair of coils can be established, so that receiving channels for each local region can be provided, which can improve signal transmission efficiency and imaging quality.

[0088] In some embodiments, each of the second coil units is located in an extension direction of a magnetic line of force of its corresponding first coil unit. With this configuration, the electromagnetic coupling path is minimized, resulting in reduced signal transmission loss and higher coupling efficiency.

[0089] In some embodiments, the number of the first coil units is greater than the number of the one or more second coil units. Each second coil unit can receive MR signals from one or more first coil units. This configuration can ensure complete signal acquisition while reducing the number of backend channels and associated hardware costs. By implementing a multi-acquisition and low-transmission strategy, it achieves both a large field of view and cost-effectiveness.

[0090] In some embodiments, the first coil structure 1111 is in contact with the second coil structure 1112.

[0091] In some embodiments, a gap is maintained between the first coil units and the one or more second coil units during the MR scan of the subject. As used herein, the gap between the first coil units and the one or more second coil units refers to a minimum distance between the first coil units and the one or more second coil units. As described above, the second coil structure 1112 receives the MR signals from the first coil structure 1111 through electromagnetic coupling between the first coil structure 1111 and the second coil structure 1112. When the gap is too small, over coupling may occur between the first coil units and the one or more second coil units, leading to interference and detuning effects. When the gap is too large, the magnetic field strength decays, leading to a sharp decline in coupling efficiency and resulting in poor MR signal transmission performance. Therefore, to ensure effective electromagnetic coupling between the first coil structure 1111 and the second coil structure 1112, the gap needs to be maintained within an appropriate range during the MR scan. In some embodiments, the gap between the first coil units and the one or more second coil units is not smaller than a first preset threshold during the MR scan. The first preset threshold may be determined according to actual needs. For example, the first preset threshold is 1.5 centimeters, 2 centimeters, etc.

[0092] In some embodiments, the one or more second coil units are disposed on an outer surface of the second body (e.g., the second rigid body) facing away from the first coil structure. The thickness of the second body is not smaller than the first preset threshold, such that during the MR scan of the subject, the gap between the first coil units and the one or more second coil units is not smaller than the first preset threshold. The thickness of the second body refers the distance between the outer surface of the second body away from the first coil structure and the inner surface of the second body facing the first coil structure.

[0093] In some embodiments, the MR coil assembly 110 further comprises an elastic filler disposed between the first coil structure and the second coil structure. That is, the elastic filler is disposed to fill the gap between the first coil structure and the second coil structure. The elastic filler may be configured such that during the MR scan of the subject, the gap between the first coil units and the one or more second coil units is not smaller than the first preset threshold. The elastic filler may be an elastic medium with a low dielectric constant. The elastic filler may include material with suitable elasticity and dielectric properties such as foam, sponge, silicone, rubber, etc.

[0094] In some embodiments, the elastic filler may fully occupy the gap between the first coil structure and the second coil structure. In some embodiments, the elastic filler partially occupies the gap between the first coil structure and the second coil structure. The elastic filler can ensure that a predetermined distance between the first coil units and the one or more second coil units is maintained during the MR scan. This predetermined distance is determined based on the optimal coupling efficiency between the first coil units and the one or more second coil units. The predetermined distance is not smaller than the first preset threshold. The elastic filler can automatically adapt to scanning parts of different sizes. It prevents over-coupling between the first coil units and the one or more second coil units caused by reducing the spacing between the first coil units and the one or more second coil units due to movement or compression of the subject, while simultaneously providing cushioning to maintain a stable gap between the first coil units and the one or more second coil units during the MR scan. This enhancement can improve the self-adaptability of the MR coil assembly 110 and facilitate clinical workflow by delivering consistent coupling conditions for different patients without manual adjustment, thereby improving wearing comfort and imaging stability.

[0095] In some embodiments, the gap between the first coil units and the one or more second coil units is not greater than a second preset threshold during the MR scan. The second preset threshold may be determined according to actual needs. In some embodiments, each first coil unit has a first diameter, each second coil unit has a second diameter. The first diameter refers to the diameter of the first coil unit in an uncompressed state. The second diameter refers to the diameter of the second coil unit in an uncompressed state. The second preset threshold is equal to or smaller than the first diameter or the second diameter. For example, the second preset threshold is the smaller one of the first diameter and the second diameter.

[0096] In some embodiments, different first coil units may have different first diameters. Different second coil units may have different second diameters. There are multiple pairs of first and second coil units that are electromagnetically coupled to each other during the MR scan. In some embodiments, for different pairs of first and second coil units that are electromagnetically coupled to each other during the MR scan, the second preset threshold may be the same. For example, the second preset threshold is equal to or smaller than the minimum diameter of the first diameters and the second diameters of all first coil units and second coil units. In some embodiments, for different pairs of first and second coil units that are electromagnetically coupled to each other during the MR scan, the second preset threshold may be the different. For example, for a pair of first and second coil units that are electromagnetically coupled to each other during the MR scan, the second preset threshold is equal to or smaller than the smaller one of the first diameter and the second diameter of the pair of first and second coil units.

[0097] In some embodiments, the first coil structure 1111 may be a flexible coil structure worn on the scanning part of the subject and configured to receive the MR signals from the scanning part. For example, as described above, the first coil structure 1111 comprises the first flexible body worn on the scanning part and the plurality of first coil units disposed on or within the first flexible body. The subject is placed on the table 112. The second coil structure 1112 may be disposed on the table 112. The second coil structure 1112 is coupled to the first coil structure 1111 and configured to wirelessly receive the MR signals from the first coil structure 1111.

[0098] In some embodiments, the MR scanning device 110 further comprises a receiver configured to receive the MR signals from the second coil structure 1112. The table 112 includes a transmission interface connected to the receiver. The second coil structure 1112 is connected to the transmission interface via a wired connection (e.g., a transmission cable) and transmits the MR signals to the receiver via the wired connection and the transmission interface. In some embodiments, the receiver is integrated in the table 112 or is disposed separately from the table 112.

[0099] In some embodiments, the receiver is integrated in the table 112, and the second coil structure 1112 transmits the MR signals to the receiver wirelessly. The second coil structure 1112 is further connected to an amplifier, a filter, an analog-to-digital conversion circuit, and a modulation transmission unit. The amplifier, the filter, the analog-to-digital conversion circuit, and the modulation transmission unit may all be integrated within the second coil structure 1112. The second coil structure 1112 wirelessly transmits the received MR signals to the receiver.

[0100] Specifically, the second coil structure 1112 acquires the MR signals in real time through the electromagnetic coupling and transmits the MR signals to the amplifier. The amplifier amplifies the MR signals and then transmits the amplified MR signals to the filter. The filter processes the amplified MR signals and transmits the processed MR signals to the analog-to-digital conversion circuit. The analog-to-digital conversion circuit performs an analog-to-digital conversion on the processed MR signals to obtain digital MR signals. The modulation transmission unit modulates the digital MR signals and wirelessly transmits the modulated MR signals. Correspondingly, the receiver comprises a wireless reception module and a coherent demodulator. The wireless reception module is configured to receive the modulated MR signals. The coherent demodulator is connected to the wireless reception module and is configured to receive the modulated MR signals and demodulate the modulated MR signals using a carrier wave to recover the digital MR signals.

[0101] Specifically, the coherent demodulator includes a bandpass filter, a mixer, a low-pass filter, and a carrier recovery unit. The bandpass filter is connected to the wireless reception module and configured to receive the modulated MR signals, remove interference from the modulated MR signals, and output filtered modulated MR signals. The carrier recovery unit is connected to the wireless reception module and configured to receive the modulated MR signals and extract the carrier wave based on the modulated MR signals. The mixer is connected to the bandpass filter and the carrier recovery unit, and is configured to receive the filtered modulated MR signals and the carrier wave, and mix them to generate mixed MR signals. The low-pass filter is connected to the mixer and is configured to receive the mixed MR signals, remove high-frequency components from the mixed MR signals, and obtain the digital MR signals.

[0102] In some embodiments, the MR coil assembly 110 further comprises at least one airbag disposed on or within the first flexible body. The at least one airbag may be configured to, upon inflation, urge an inner surface of the first coil structure 1111 to fit more closely to the scanning part. The inner surface of the first coil structure 1111refers to a surface of the first coil structure 1111 facing the scanning part, i.e., a surface of the first coil structure 1111 for forming the accommodation cavity. The at least one airbag may include flexible, non-magnetic and biocompatible materials, such as medical-grade silicone or polyurethane film, to ensure that the at least one airbag do not interfere with the main magnetic field and RF field during the MR scan. The at least one airbag may be configured in patterns (e.g., strip-shaped, annular, dot-array, or mesh) tailored to the shape, size, position, etc., of the scanning part.

[0103] In some embodiments, at least a portion of the at least one airbag is disposed on an outer surface of the first flexible body that faces the second coil structure 1112. For brevity, at least the portion of the at least one airbag disposed on the outer surface of the first flexible body that faces the second coil structure 1112 may be referred to as first airbag (s) . When inflated, since a side of the first airbag (s) facing the second coil structure 1112 is constrained by the second coil structure 1112, the first airbag (s) expands and exerts a pressure on the first coil structure 1111, to urge the inner surface of the first coil structure 1111 to fit more closely to the scanning part. In this way, it maintains the stability of the relative position between the first coil structure and the second coil structure and ensures that the coupling between the first coil units and the surface of the scanning part remains unaffected.

[0104] In some embodiments, at least a portion of the at least one airbag is disposed between the first coil units and within the first flexible body. For brevity, at least the portion of the at least one airbag disposed between the first coil units may be referred to as second airbag (s) . For example, the second airbag (s) include multiple small airbags arranged in a mesh pattern and within the gaps between adjacent first coil units. The second airbag (s) can provide more uniform and refined contact pressure to the first coil units during the MR scan, which are particularly suitable for scanning parts (e.g., joint parts) with irregular surfaces. Furthermore, the second airbag (s) do not directly cover the first coil units, thereby avoiding resonance frequency shifts or field distribution distortions caused by factors such as changes in dielectric constant.

[0105] In some embodiments, at least a portion of the at least one airbag is disposed along an edge of the first flexible body or regions of the first flexible body other than the first coil units. For brevity, at least the portion of the at least one airbag disposed along the edge of the first flexible body or the regions of the first flexible body other than the first coil units may be referred to as third airbag (s) . The third airbag (s) may be strip-shaped or annular. The third airbag (s) allow the central first coil units to be pressed closer to the scanning part through compression of the edge of the first flexible body or regions of the first flexible body other than the first coil units of the first flexible body, without interfering with the normal operation of the first coil units.

[0106] In some embodiments, the MR coil assembly 110 includes at least one of the first airbag (s) , the second airbag (s) , and the third airbag (s) . For example, the MR coil assembly 110 only includes the first airbag (s) . As another example, the MR coil assembly 110 only includes the second airbag (s) . As still another example, the MR coil assembly 110 includes the first airbag (s) , the second airbag (s) , and the third airbag (s) .

[0107] In some embodiments, the at least one airbag may be disposed on or within the first flexible body by various manners such as sewing, thermal bonding, or adhesive bonding, etc.

[0108] In some embodiments, the MR coil assembly 110 further comprises an inflation and deflation structure in fluid communication with the at least one airbag. The inflation and deflation structure may include an air source, a valve, a pipeline, and a control interface, or the like. In some embodiments, the MR coil assembly 110 further comprises a control assembly for controlling the inflation and deflation structure to achieve inflation and deflation operations. In some embodiments, the control assembly may include a manual control assembly. For example, the manual control assembly includes a manual balloon pump and a deflation valve. A user may perform inflation and deflation operations by controlling the manual balloon pump and the deflation valve. Alternatively, the pressure control assembly may include an electric control assembly. The electric control assembly may include a miniature electric air pump and a solenoid valve for inflation and deflation.

[0109] In some embodiments, the inflation and deflation structure further comprises a pressure sensor configured to monitor the pressure within the at least one airbag. The air volume of the at least one airbag may be adjusted in real time based on the pressure detected by the pressure sensor. In this way, the pressure exerted by the first coil structure 1111 on the scanning part of the subject can be maintained at an appropriate level, which can prevent patient discomfort or coil deformation caused by over-pressurization, ensures consistent scanning conditions and reproducible results, while also enhancing operational safety.

[0110] A coil unit (e.g., a first coil unit, a second coil unit) has a tuned state and a detuned state. The tuned state of the coil unit refers to an operational state of the coil unit. In the tuned state, the resonant frequency of the coil unit is precisely adjusted to match the Larmor frequency (i.e., the system frequency) corresponding to the main magnetic field of the MR scanning device 110, thereby enabling efficient reception or transmission of RF signals. The detuned state of the coil unit refers to the protective state of the coil unit. During transmission of high-power RF pulses, the coil unit is temporarily detuned, causing its resonant frequency to deviate from the Larmor frequency. By placing the coil unit in the detuned state, it prevents the coil unit from resonating with the RF field generated by the volume transmit coil and absorbing significant energy, thus avoiding damage due to overheating (eddy current losses) . Additionally, it prevents the receive coil from interfering with or distorting the uniform RF field generated by the volume transmit coil.

[0111] In some embodiments, the first coil units have no preamplifier and are detuned during an emission period of RF pulses via a passive detuning mechanism. Specifically, each first coil unit comprises a passive detuning circuit and a tuning circuit. The passive detuning circuit is configured to detune the first coil unit during the emission period of RF pulses. The tuning circuit is configured to tune the first coil unit to the system frequency. More descriptions regarding the passive detuning mechanism of the first coil units may be found elsewhere in the present disclosure (e.g., FIG. 7A and the descriptions thereof) . The absence of the preamplifier in the first coil structure 1111, combined with the use of the passive detuning mechanism, enables a lightweight, flexible, and cable-free design. This ensures that the first coil structure 1111 can be worn comfortably by the subject.

[0112] In some embodiments, the one or more second coil units are detuned during the emission period of the RF pulses via the active detuning mechanism. The processing device 120 may include a controller. The controller is configured to detune the second coil structure 1112. Specifically, the second coil structure 1112 is connected to the controller via a wired connection. For example, the second coil structure 1112 is directly connected to the controller via a transmission cable. As another example, as shown in FIG. 1A, the second coil structure 1112 is connected to the receiver via a transmission cable and the receiver is further connected to the controller via another transmission cable. The controller may transmit a control signal via the wired connection to place the one or more second coil units in the detuned state.

[0113] In some embodiments, the one or more second coil units are connected to a preamplifier via a wired connection and are detuned during the emission period of the RF pulses via the active detuning mechanism. The preamplifier is configured to amplify the MR signals received by the second coil structure 1112, and transmit the amplified MR signals to the processing device 120. Specifically, each second coil unit comprises an active detuning circuit and a tuning circuit. The active detuning circuit is configured to detune the second coil unit during the emission period of RF pulses. The tuning circuit is configured to tune the second coil unit to the system frequency. More descriptions regarding the active detuning mechanism of the one or more second coil units may be found elsewhere in the present disclosure (e.g., FIGs. 8A and 9, and the descriptions thereof) . In some embodiments, the second coil structure is rigid, facilitating the integration of electronic components and connecting cables. By incorporating the preamplifier to amplify the MR signals received by the second coil structure 1112, and transmitting the amplified MR signals to the processing device 120, the accuracy of the MR signals received by the processing device 120 is enhanced. Moreover, active detuning control can be implemented via the controller, thereby achieving superior system performance and enhanced safety.

[0114] Alternatively, the one or more second coil units are detuned during the emission period of the RF pulses via the passive detuning mechanism. In some embodiments, the passive detuning mechanism for the one or more second coil units may be similar to the passive detuning mechanism for the first coil units, and thereof descriptions are not repeated here.

[0115] In some embodiments, during standalone debugging of the second coil structure 1112, without connecting the preamplifier, the operating frequency of the second coil structure 1112 can be deviated from the Larmor frequency by adjusting inductances or capacitances of the one or more second coil units. This deviation helps reduce coupling interference among different coil units within the same coil structure when the first coil structure 1111 and the second coil structure 1112 are coupled. After connecting the preamplifier, the operating frequency of the second coil structure 1112 is aligned with the Larmor frequency.

[0116] As described in elsewhere of the present disclosure, conventional local coil assemblies lack flexibility and comfort, making them difficult to balance image quality requirements with the needs of subjects of different body types.

[0117] Compared with the conventional local coil assemblies, the MR coil assembly 111A of the MRI system 100A of the present disclosure adopts a double-layer design. The first coil structure 1111 can conform to the scanning part, thereby greatly enhancing signal reception efficiency and resulting in an MR image with a superior SNR. The second coil structure 1112 has a relatively large size, thereby accommodating scanning parts with varying sizes and helping alleviate claustrophobia. Moreover, the first and second coil structures 1111 and 1112 transmit signals through wireless manner (e.g., electromagnetic coupling) , eliminating the need for cable connections between them. This simplifies the donning and positioning procedures, resulting in greater operational convenience. As a result, the MR coil assembly 110 of the present disclosure can successfully achieve high image quality, broad applicability, and superior patient comfort.

[0118] It should be noted that the above description of the MRI system 100A is merely provided for the purposes of illustration, and not intended to limit the scope of the present disclosure. For persons having ordinary skills in the art, multiple variations and modifications may be made under the teachings of the present disclosure. For example, the MRI system 100A may include one or more additional components and / or one or more components of the MRI system 100A described above may be omitted. For example, the MRI system 100A may include a network configured to facilitate exchange of information and / or data. In some embodiments, one or more components (e.g., the MR scanning device 110, or the processing device 120) of the MRI system 100A may send information and / or data to other component (s) of the MRI system 100A via the network. As another example, the MRI system 100A may include a storage device configured to store data, instructions, and / or any other information. Additionally or alternatively, two or more components of the MRI system 100A may be integrated into a single component. For example, the processing device 120 may be integrated into the MR scanning device 110. A component of the MRI system 100A may be implemented on two or more sub-components.

[0119] FIG. 1B is another block diagram illustrating exemplary MRI system 100B according to some embodiments of the present disclosure.

[0120] As illustrated in FIG. 1B, the MRI system 100B may be similar to the MRI system 100A as described in connection with FIG. 1A, except that in the MR coil assembly 111B of the MRI system 100B, the first coil structure 1111 and the second coil structure 1112 are connected to the controller via a wired connection. Specifically, the one or more second coil units are connected to the controller via the wired connection. Each first coil unit is connected to the second coil structure via the wired connection, thus establishing an indirect wired connection between each first coil unit and the controller. The controller is configured to detune the first coil units and the one or more second coil units. In such cases, the first coil structure 1111 and the second coil structure 1112 are coupled through electromagnetic coupling as well as a wired connection. The MR signals collected by the first coil structure 1111 are transmitted to the second coil structure 1112 in the same manner via the electromagnetic coupling as described in FIG. 1A. The wired connection is used to transmit control signals to the first coil structure 1111 and the second coil structure 1112 to detune the first coil units and the one or more second coil units. In some embodiments, the wired connection is also used to transmit the MR signals from the second coil structure 1112 to the processing device 120. In this case, the control of the active detuning of the first coil structure 1111 and the second coil structure 1112 and the transmission of the MR signals from the second coil structure 1112 may be achieved via a common interface such as the transmission interface of the table 112 described in FIG. 1A.

[0121] Merely by way of example, each first coil unit is connected to the second coil structure via the wired connection and is detuned during an emission period of RF pulses via an active detuning mechanism. Specifically, the first coil unit has not preamplifier and has an active detuning circuit similar to that of a second coil unit described in FIG. 8A or FIG. 9, and a conduction signal is transmitted to a PIN diode of the active detuning circuit via the wired connection to turn it on, so as to detune the first coil unit.

[0122] In some embodiments, the subject is an animal. Animals exhibit significant variations in body size and species, leading to high uncertainty in the relative position between the first coil units and the scanning part. The effectiveness of passive detuning mechanism is susceptible to these changes in the electromagnetic coupling environment. In contrast, the active detuning mechanism provides stable and consistent detuning performance, unaffected by morphological differences among individuals. In addition, During an MR scan of an animal, RF pulses with relatively low intensity are typically used, which induce lower voltages in the detuning circuit. This may result in incomplete or unreliable impedance switching in passive detuning circuits, leading to an imperfect detuned state. The direct consequence is the generation of residual coupling signals, which introduce artifacts into the final acquired MR images and thereby compromise diagnostic image quality.

[0123] Therefore, the MR coil assembly 111B shown in FIG. 1B, in which the first coil units are directly connected to the second coil structure 1112 via the wired connection, is more suitable for animal scans. During the emission period of RF pulses, the first coil units are actively detuned via the wired connection. This configuration not only achieves a lightweight first coil structure 1111 and wireless transmission of MR signals but also significantly enhances the reliability and consistency of detuning control. It addresses the dependency of passive detuning on RF field strength and spatial distribution, thereby achieving an optimal balance between system performance and operational convenience.

[0124] In addition, when the subject is an animal, the MRI system 100B can meet the specific requirements of animal experiments for scanning success rates, data reproducibility, and multi-device integration environments. It ensures that the structural characteristics of the coil units align with the unique needs of animal scanning in terms of physiological compatibility and operational workflows, thereby providing stable and well-adapted imaging support for such research.

[0125] FIG. 1C is another block diagram illustrating exemplary MRI system 100C according to some embodiments of the present disclosure.

[0126] As illustrated in FIG. 1C, the MRI system 100C may be similar to the MRI system 100A as described in connection with FIG. 1A, except that in the MR coil assembly 111C of the MRI system 100C, the first coil structure 1111 is connected to the controller of the processing device 120 via a wired connection (e.g., a transmission cable) . In such cases, the first coil units are detuned during an emission period of RF pulses via an active detuning mechanism under the control of the controller.

[0127] The MR signals collected by the first coil structure 1111 are transmitted to the second coil structure 1112 in the same manner via the electromagnetic coupling as described in FIG. 1A. The MR signals from the second coil structure 1112 are transmitted to the processing device 120. In some embodiments, the controller is further configured to detune the second coil structure 1112 via a wired connection. The transmission cables for transmitting the control signals from the controller to the first coil structure 1111 and the second coil structure 1112 are different.

[0128] FIG. 2A is a schematic diagram illustrating a cross-section of an exemplary head coil assembly 200 according to some embodiments of the present disclosure. In some embodiments, the head coil assembly 200 may be an exemplary embodiment of the MR coil assembly 111A as described in connection with FIG. 1A, the MR coil assembly 111B as described in connection with FIG. 1B, or the MR coil assembly 111C as described in connection with FIG. 1C.

[0129] As shown in FIG. 2A, the head coil assembly 200 may be helmet-shaped. The head coil assembly 200 may include a first coil structure 210 and a second coil structure 220. The first coil structure 210 forms an accommodation cavity 211 for accommodating the head of a subject and is configured to receive MR signals from the head. In some embodiments, when the first coil structure 210 is worn on the head, the accommodation cavity 211 of the first coil structure 210 conforms to the head of the subject. The second coil structure 220 surrounds the first coil structure 210. The second coil structure 220 is configured to receive the MR signals from the first coil structure 210. During an MR scan of the head of the subject, the first coil structure 210 is positioned closer to the head than the second coil structure 220. In some embodiments, there is a gap 230 between the first coil structure 210 and the second coil structure 220.

[0130] In some embodiments, the first coil structure 210 transmits the MR signals wirelessly to the second coil structure 220. In some embodiments, the second coil structure 220 is electromagnetically coupled to the first coil structure 210. The second coil structure 220 receives the MR signals from the first coil structure 210 through electromagnetic coupling between the first coil structure 210 and the second coil structure 220.

[0131] In some embodiments, the first coil structure 210 comprises a first flexible body worn on the head and a plurality of first coil units disposed on or within the first flexible body. The first flexible body forms the accommodation cavity 211. The plurality of first coil units are disposed on or within the first flexible body. The first coil units may acquire the MR signals from the subject and transmit the MR signals to the second coil structure 220. The second coil structure 220 comprises a second rigid body with a helmet-shape surrounding the first coil structure 210 and one or more second coil units disposed on or within the second rigid body. The one or more second coil units may acquire the MR signals from the first coil units and transmit the MR signals to the processing device 120 for image reconstruction.

[0132] The first coil units are integrated onto the first flexible body of the first coil structure 210 in a specific geometric arrangement. The one or more second coil units are integrated onto the second rigid body of the second coil structure 220 in a specific geometric arrangement. For example, FIG. 2B is a schematic diagram illustrating coil units of the head coil assembly 200 in FIG. 2A according to some embodiments of the present disclosure. As shown in FIG. 2B, the first coil structure 210 comprises a plurality of first coil units 212, and the second coil structure 220 comprises a plurality of second coil units 222. The plurality of first coil units 212 may be arranged in an array configuration to form a coil array. In some embodiments, adjacent first coil units 212 are overlapped with each other. For example, as FIGs. 2B and 2C, there are overlapped regions Rh1 between adjacent first coil units 212. The plurality of second coil units 222 may be arranged in an array configuration to form a coil array. In some embodiments, adjacent second coil units 222 are overlapped with each other. For example, as FIG. 2B, there are overlapped regions Rh2 between adjacent second coil units 222.

[0133] In some embodiments, a gap d1 is maintained between the first coil units 212 and the second coil units 222 during the MR scan of the head.

[0134] In some embodiments, as shown in FIG. 2B, each of the first coil units 212 is arranged in one-to-one correspondence with one of the second coil units 222, to form pairs of coil units. For example, the first coil unit 212-1 and the second coil unit 222-1 forms a pair of coil units. In some embodiments, for a pairs of coil units, a size of the second coil unit is greater than a size of the first coil unit. For example, the size of the second coil unit 2221 is greater than the size of the first coil unit 2121. In some embodiments, each of the second coil units 222 is located in an extension direction of a magnetic line of force of its corresponding first coil unit 212.

[0135] FIG. 2C is a schematic diagram illustrating the first coil structure 210 of the head coil assembly 200 in FIG. 2A worn on the head according to some embodiments of the present disclosure. As shown in FIG. 2C, after the first coil structure 210 is worn on the head, the first coil structure 210 is adapted to the shape of the head to achieve close conformity.

[0136] FIG. 3A is a schematic diagram illustrating an exemplary breast coil assembly 300 according to some embodiments of the present disclosure. In some embodiments, the breast coil assembly 300 may be an exemplary embodiment of the MR coil assembly 111A as described in connection with FIG. 1A, the MR coil assembly 111B as described in connection with FIG. 1B, or the MR coil assembly 111C as described in connection with FIG. 1C.

[0137] As shown in FIG. 3A, the breast coil assembly 300 may be cup-shaped.

[0138] The breast coil assembly 300 may include a first coil structure 310 and a second coil structure 320. During an MR scan of the breast of the subject, the first coil structure 310 is positioned closer to the breast than the second coil structure 320. The first coil structure 310 forms an accommodation cavity for accommodating a breast of a subject 1000 and is configured to receive MR signals from the breast. In some embodiments, when the first coil structure 310 is worn on the breast, the accommodation cavity of the first coil structure 310 conforms to the breast of the subject 1000. The second coil structure 320 surrounds the first coil structure 310. The second coil structure 320 is configured to receive the MR signals from the first coil structure 310. The second coil structure 320 may be arranged on the table 112. For example, the second coil structure 320 is integrated on the table 112. The second coil structure 320 has a third accommodation cavity for accommodating the first coil structure 110 after the first coil structure 110 is worn on the breast.

[0139] In some embodiments, the first coil structure 310 transmits the MR signals wirelessly to the second coil structure 320. In some embodiments, the second coil structure 320 is electromagnetically coupled to the first coil structure 310. The second coil structure 320 receives the MR signals from the first coil structure 310 through electromagnetic coupling between the first coil structure 310 and the second coil structure 320.

[0140] In some embodiments, the first coil structure 310 comprises a first flexible body worn on the breast and a plurality of first coil units disposed on or within the first flexible body. The first flexible body forms the accommodation cavity. The plurality of first coil units are disposed on or within the first flexible body. The first coil units may acquire the MR signals from the subject 1000 and transmit the MR signals to the second coil structure 320. The second coil structure 320 comprises a second rigid body surrounding the first coil structure 310 and one or more second coil units disposed on or within the second rigid body. The one or more second coil units may acquire the MR signals from the first coil units and transmit the MR signals to the processing device 120 for image reconstruction.

[0141] The first coil units are integrated onto the first flexible body of the first coil structure 310 in a specific geometric arrangement. The one or more second coil units are integrated onto the second rigid body of the second coil structure 320 in a specific geometric arrangement. For example, FIGs. 3B and 3C are schematic diagrams illustrating coil units of the breast coil assembly 300 in FIG. 3A according to some embodiments of the present disclosure. As shown in FIGs. 3B and 3C, the first coil structure 310 comprises a plurality of first coil units 312, and the second coil structure 320 comprises a plurality of second coil units 322. The plurality of first coil units 312 may be arranged in an array configuration to form a coil array. In some embodiments, adjacent first coil units 312 are overlapped with each other. For example, as FIGs. 3B and 3C, there are overlapped regions Rb1 between adjacent first coil units 312. The plurality of second coil units 322 may be arranged in an array configuration to form a coil array. In some embodiments, adjacent second coil units 322 are overlapped with each other. For example, as FIGs. 3B and 3C, there are overlapped regions Rb2 between adjacent second coil units 322.

[0142] In some embodiments, a gap d2 is maintained between the first coil units 312 and the second coil units 322 during the MR scan of the breast.

[0143] In some embodiments, as shown in FIG. 3B, each of the first coil units 312 is arranged in one-to-one correspondence with one of the second coil units 322, to form pairs of coil units. For example, the first coil unit 312-1 and the second coil unit 322-1 forms a pair of coil units. In some embodiments, for a pairs of coil units, a size of the second coil unit is greater than a size of the first coil unit. For example, the size of the second coil unit 3221 is greater than the size of the first coil unit 3121. In some embodiments, each of the second coil units 322 is located in an extension direction of a magnetic line of force of its corresponding first coil unit 312.

[0144] As shown in FIG. 2A, after the first coil structure 310 is worn on the breast of the subject 1000, the first coil structure 310 is adapted to the shape of the breast to achieve close conformity.

[0145] FIG. 4A is a schematic diagram illustrating an exemplary knee joint coil assembly 400 according to some embodiments of the present disclosure. In some embodiments, the knee joint coil assembly 400 may be an exemplary embodiment of the MR coil assembly 111A as described in connection with FIG. 1A, the MR coil assembly 111B as described in connection with FIG. 1B, or the MR coil assembly 111C as described in connection with FIG. 1C.

[0146] As shown in FIG. 4A, the knee joint coil assembly 400 may be cylindrical.

[0147] The knee joint coil assembly 400 may include a first coil structure 410 and a second coil structure 420. The first coil structure 410 forms an accommodation cavity for accommodating a knee joint of a subject 1000 and is configured to receive MR signals from the knee joint. In some embodiments, when the first coil structure 410 is worn on the knee joint, the accommodation cavity of the first coil structure 410 conforms to the knee joint of the subject 1000. The second coil structure 420 surrounds the first coil structure 410. The second coil structure 420 is configured to receive the MR signals from the first coil structure 410. During an MR scan of the knee joint of the subject, the first coil structure 410 is positioned closer to the knee joint than the second coil structure 420. In some embodiments, there is a gap between the first coil structure 410 and the second coil structure 420.

[0148] In some embodiments, the first coil structure 410 transmits the MR signals wirelessly to the second coil structure 420. In some embodiments, the second coil structure 420 is electromagnetically coupled to the first coil structure 410. The second coil structure 420 receives the MR signals from the first coil structure 410 through electromagnetic coupling between the first coil structure 410 and the second coil structure 420.

[0149] In some embodiments, the first coil structure 410 comprises a first flexible body worn on the knee joint and a plurality of first coil units disposed on or within the first flexible body. The first flexible body forms the accommodation cavity. The plurality of first coil units are disposed on or within the first flexible body. The first coil units may acquire the MR signals from the subject 1000 and transmit the MR signals to the second coil structure 420. The second coil structure 420 comprises a second rigid body surrounding the first coil structure 410 and one or more second coil units disposed on or within the second rigid body. The one or more second coil units may acquire the MR signals from the first coil units and transmit the MR signals to the processing device 120 for image reconstruction.

[0150] In some embodiments, the first flexible body is a tubular wearable first flexible body formed by splicing a plurality of flexible modules in sequence. For example, FIGs. 4D and 4E are expanded views illustrating the first coil structure 410 of the knee joint coil assembly 400 in FIG. 4A according to some embodiments of the present disclosure. As shown in FIGs. 4D and 4E, the first flexible body of the first coil structure 410 is formed by splicing a plurality of flexible modules 413 in sequence. When the first flexible body is worn on the knee joint, the first flexible body may be tubular. In some embodiments, adjacent two of the plurality of flexible modules have an overlapping region. For example, as shown in FIG. 4E, adjacent two of the plurality of flexible modules 413 have an overlapping region 414.

[0151] The first coil units are integrated onto the first flexible body of the first coil structure 410 in a specific geometric arrangement. The one or more second coil units are integrated onto the second rigid body of the second coil structure 420 in a specific geometric arrangement. For example, FIGs. 4B and 4C are schematic diagrams illustrating coil units of the knee joint coil assembly 400 in FIG. 4A according to some embodiments of the present disclosure. As shown in FIGs. 4B and 4C, the first coil structure 410 comprises a plurality of first coil units 412, and the second coil structure 420 comprises a plurality of second coil units 422. The plurality of first coil units 412 may be arranged in an array configuration to form a coil array. In some embodiments, adjacent first coil units 412 are overlapped with each other. For example, as FIGs. 4B and 4C, there are overlapped regions Rk1 between adjacent first coil units 412. The plurality of second coil units 422 may be arranged in an array configuration to form a coil array. In some embodiments, adjacent second coil units 422 are overlapped with each other. For example, as FIGs. 4B and 4C, there are overlapped regions Rk2 between adjacent second coil units 422.

[0152] In some embodiments, a gap is maintained between the first coil units 412 and the second coil units 422 during the MR scan of the knee joint.

[0153] In some embodiments, as shown in FIG. 4B, the number of the first coil units 412 is greater than the number of the second coil units 422. Each second coil unit 422 can receive MR signals from one or more first coil units 412.

[0154] As shown in FIG. 4A, after the first coil structure 410 is worn on the knee joint of the subject 1000, the first coil structure 410 is adapted to the shape of the knee joint for close conformity.

[0155] In some embodiments, the head coil assembly 200, the breast coil assembly 300, or the knee joint coil assembly 400 may further comprise other components, such as the at least one airbag described in FIG. 1A.

[0156] FIG. 5 is a schematic diagram illustrating an exemplary head coil assembly 500 according to some embodiments of the present disclosure. In some embodiments, the head coil assembly 500 may be an exemplary embodiment of the MR coil assembly 111A as described in connection with FIG. 1A, the MR coil assembly 111B as described in connection with FIG. 1B, or the MR coil assembly 111C as described in connection with FIG. 1C.

[0157] As shown in FIG. 5, the head coil assembly 500 may be helmet-shaped. The head coil assembly 500 may include a first coil structure 510, a second coil structure (not shown in FIG. 5) , and a housing 530. The first coil structure 510 and the second coil structure are integrated into the common housing 530. For example, the second coil structure is disposed into the housing 530. In some embodiments, the second coil structure is fixed relative to the housing 530. The housing 530 forms a fourth accommodation cavity 540 for accommodating the first coil structure 510 and the head of a subject. Alternatively, the second coil structure is disposed into the fourth accommodation cavity 540. During an MR scan of the head of the subject, the first coil structure 510 is positioned closer to the head than the second coil structure.

[0158] The first coil structure 510 is configured to receive MR signals from the head. The second coil structure is configured to receive the MR signals from the first coil structure 510. The first coil structure 510 transmits the MR signals wirelessly to the second coil structure. In some embodiments, the second coil structure is electromagnetically coupled to the first coil structure 510. The second coil structure receives the MR signals from the first coil structure 510 through electromagnetic coupling between the first coil structure 510 and the second coil structure.

[0159] The first coil structure 510 may include a first coil member 511, a second coil member 512, and a third coil member 513. Each of the first coil member 511, the second coil member 512, and the third coil member 513 may include a plurality of first coil units 5111. In some embodiments, the first coil structure 510 is detachable.

[0160] In some embodiments, the first coil member 511, the second coil member 512, and the third coil member 513 may be connected to the inner side of the housing 530 via a telescoping mechanism 550. Exemplary telescoping mechanisms 550 may include a pneumatic actuator, a spring-based structure, an electric actuator, a hydraulic cylinder, or the like. The first coil member 511, the second coil member 512, and the third coil member 513 can be moved to close to the top of the head, the left facial area of the head, and the right facial area of the head, respectively, via the telescoping mechanism 550. In this way, during the MR scan of the head of the subject, the distance between the first coil structure 510 and the head can be significantly reduced, thereby enhancing the SNR of the acquired MR signals. The extension length of the telescoping mechanism 550 can be adapted for different subjects to conform to heads of various sizes.

[0161] FIG. 6 is a schematic diagram illustrating an exemplary spine coil assembly 600 according to some embodiments of the present disclosure. In some embodiments, the spine coil assembly 600 may be an exemplary embodiment of the MR coil assembly 111A as described in connection with FIG. 1A, the MR coil assembly 111B as described in connection with FIG. 1B, or the MR coil assembly 111C as described in connection with FIG. 1C.

[0162] As shown in FIG. 6, the spine coil assembly 600 may be a rectangular. The spine coil assembly 600 may include a first coil structure 610 and a second coil structure 620. During an MR scan of the spine of the subject, the first coil structure 610 is positioned closer to the spine than the second coil structure 620. For example, the spine of the subject is positioned on the first coil structure 610. In some embodiments, the first coil structure 610 is in contact with the second coil structure 620.

[0163] The first coil structure 610 is configured to receive MR signals from the spine. The second coil structure 620 is configured to receive the MR signals from the first coil structure 610. The first coil structure 610 transmits the MR signals wirelessly to the second coil structure 620. In some embodiments, the second coil structure 620 is electromagnetically coupled to the first coil structure 610. The second coil structure 620 receives the MR signals from the first coil structure 610 through electromagnetic coupling between the first coil structure 610 and the second coil structure 620.

[0164] In some embodiments, the first coil structure 210 comprises a first body 611 and a plurality of first coil units 612 disposed on or within the first body 611. The first coil units may acquire the MR signals from the subject and transmit the MR signals to the second coil structure 620.

[0165] The second coil structure 620 comprises a second body 621 and one or more second coil units (not shown in FIG. 6) disposed on or within the second body 621. The one or more second coil units may acquire the MR signals from the first coil units 612 and transmit the MR signals to the processing device 120 for image reconstruction. In some embodiments, the first body 611 and the second body 621 are integrated into a common body. In some embodiments, the first body 611 is physically separated from the second body 621. In some embodiments, the first body 611 is in contact with the second body 621. The first body 611 and the second body 621 are rectangular. In some embodiments, a size of the first body 611 may be smaller than or equal to a size of the second body 621.

[0166] The plurality of first coil units 612 may be arranged in an array configuration to form a coil array. In some embodiments, adjacent first coil units 612 are overlapped with each other. For example, as FIG. 6, there are overlapped regions Rh3 between adjacent first coil units 612. The one or more second coil units may be arranged in an array configuration to form a coil array. In some embodiments, adjacent second coil units are overlapped with each other.

[0167] The components (e.g., the first coil structure, the second coil structure, the first flexible body, the first coil units, the second rigid body, the one or more second coil units, etc. ) of the head coil assembly 200, the breast coil assembly 300, the knee joint coil assembly 400, the head coil assembly 500, and the spine coil assembly 600 are similar to the corresponding components described in FIGs. 1A-1C, and thereof descriptions are not repeated here.

[0168] Some embodiments of the present disclosure provide an abdomen coil assembly for abdomen or a heart coil assembly for heart. Taking the abdomen coil assembly as an example, the abdomen coil assembly includes a first coil structure and a second coil structure. The first coil structure is configured to receive MR signals from the abdomen of a subject. The second coil structure is configured to receive the MR signals from the first coil structure through electromagnetic coupling between the first coil structure and the second coil structure. The first coil structure and the second coil structure are integrated into a common housing. A support structure connects the housing to the inner wall of the gantry of the MR scanning device. When the subject to be scanned enters the second accommodation cavity along with the table 112, the support structure descends to cause the first and second coil structures closer to the abdomen of the subject. During an MR scan of the subject, the first coil structure is positioned closer to the scanning part than the second coil structure. The support structure may be configured as an automated telescoping mechanism, enabling positioning of the abdomen coil assembly during scanning without manual placement. The automated telescoping mechanism may include a pneumatic actuator, a spring-based structure, an electric actuator, a hydraulic cylinder, or the like. In some embodiments, the first coil structure and the second coil structure may be flexible coil structures to conform the abdomen.

[0169] FIG. 7A is a schematic diagram illustrating an exemplary equivalent circuit 700 of a first coil unit according to some embodiments of the present disclosure. The first coil unit (e.g., a first coil unit in FIGs. 1A, 2A, 3A, 4A, 5, and 6) has no preamplifier and is detuned during an emission period of RF pulses via a passive detuning mechanism. In an MR coil assembly (e.g., the MR coil assembly 200 or the MR coil assembly 300) including the first coil unit, each first coil unit is arranged in one-to-one correspondence with one of second coil units of the MR coil assembly.

[0170] The passive detuning mechanism is a self-regulating circuit design, using components like anti-parallel PIN diodes, integrated into a coil unit. It can operate without external control lines or power sources. Instead, during the emission period of RF pulses, the high induced voltage automatically switches the diodes into a conductive state, shifting the coil unit's resonant frequency away from the system frequency to protect the coil unit. Once the emission period ends, the diodes automatically revert to their off state, allowing the coil unit to return to its tuned state for optimal signal reception. This offers a simple, cost-effective, and passive solution.

[0171] As shown in FIG. 7A, the equivalent circuit 700 of the first coil unit may comprise a passive detuning circuit 710 and a tuning circuit 720. The passive detuning circuit 710 may be configured to detune the first coil unit during the emission period of RF pulses. The passive detuning circuit 710 may comprise two PIN diodes P1 and P2 connected in anti-parallel, an inductance L11, and a capacitor C12. The inductor L11 may be connected in series with the PIN diodes P1 and P2, and this series combination is then connected in parallel with the capacitor C12. As used herein, an inductance may include an air-core inductor, a planar spiral inductor, etc. ; a capacitor may include a high-frequency ceramic capacitor, a vacuum capacitor, a film capacitor, etc. ; a PIN diode may include a silicon PIN diode, etc.

[0172] The tuning circuit 720 may be configured to tune the first coil unit to a system frequency. The tuning circuit 720 may include a tuning capacitor C11, the capacitor C12, a tuning capacitor C13, and an equivalent capacitor C14 of the first coil unit. The tuning capacitor C11, the capacitor C12, the tuning capacitor C13, and the equivalent capacitor C14 may be connected in series.

[0173] Specifically, during the reception period of MR signals (i.e., a period other than the emission period of RF pulses) during the MR scan, the weak voltage of the MR signals is insufficient to turn on the PIN diodes P1 and P2 of the passive detuning circuit 710, so that the passive detuning circuit 710 is in a high-impedance state and thus not affecting the resonance of the tuning circuit 720. At this time, the first coil unit remains in the tuned state, and the resonant frequency of the first coil unit is the same as the system frequency. FIG. 7B is a schematic diagram illustrating an exemplary frequency-response curve of the first coil unit in FIG. 7A according to some embodiments of the present disclosure. The frequency-response curve of the first coil unit is obtained using a dual-pickup approach. The system frequency is a frequency f0. As shown in FIG. 7B, the resonant frequency of the first coil unit is equal to the frequency f0. During the emission period of the RF pulses, the strong RF pulse self-biases the PIN diodes P1 and P2 of the passive detuning circuit 710 into conduction. The inductance L11 and the capacitor C12 form a parallel resonance, which effectively shorts the tuning capacitor C11 and forces the resonant frequency of the first coil unit to deviate from the system frequency.

[0174] FIG. 8A is a schematic diagram illustrating an exemplary equivalent circuit 800 of a second coil unit according to some embodiments of the present disclosure. In an MR coil assembly (e.g., the MR coil assembly 200 or the MR coil assembly 300) including the second coil unit, each first coil unit is arranged in one-to-one correspondence with one of second coil units of the MR coil assembly. In some embodiments, the number of first coil units of the MR coil assembly is greater than the number of the one or more second coil units of the MR coil assembly.

[0175] As shown in FIG. 8A, the second coil unit is connected to a preamplifier Zpreamp via a transmission cable and is detuned during an emission period of RF pulses via an active detuning mechanism. The preamplifier Zpreamp may be configured to amplify the MR signals received by the second coil structure, and transmit the amplified MR signals to the processing device 120. In some embodiments, the preamplifier Zpreamp may be integrated into the table 112 of the MR scanning device 110.

[0176] An active detuning mechanism is a method used in a coil unit, where an external detune control signal is used to deliberately shift a coil unit's resonant frequency. It integrates an active detuning circuit, typically including a PIN diode, into the coil unit's resonant circuit. Prior to an RF pulse, a direct current (DC) bias is transmitted through a control cable to forcibly switch the diode into a conductive state. This alters the circuit's impedance, detuning the coil unit by pushing its resonant frequency away from the system frequency to prevent interference. After transmission of the RF pulse, the DC bias is removed, allowing the diode to turn off and the coil unit to return to its tuned state for signal reception. This method provides precise, synchronous, and reliable control over the detuning timing and depth.

[0177] The second coil unit comprises an active detuning circuit 810 and a tuning circuit 820. The active detuning circuit 810 may be configured to detune the second coil unit during the emission period of RF pulses. The active detuning circuit 810 may include a PIN diode P3, an inductance L21, and a capacitor C22. The inductor L21 may be connected in series with the PIN diode P3, and this series combination is then connected in parallel with the capacitor C22.

[0178] The tuning circuit 820 may be configured to tune the second coil unit to the system frequency. The tuning circuit 820 may include a tuning capacitor C21, the capacitor C22, and an equivalent capacitor C23 of the second coil unit. The tuning capacitor C21, the capacitor C22, and the equivalent capacitor C23 may be connected in series.

[0179] In some embodiments, the transmission cable is configured to adjust an output impedance Zin of the second coil unit to match an input impedance of the preamplifier Zpreamp.

[0180] Specifically, during the reception period of MR signals (i.e., a period other than the emission period of RF pulses) during the MR scan, the PIN diode P3 of the active detuning circuit 810 is not turned on, so that the active detuning circuit 810 is in a high-impedance state and thus does not affect the resonance of the tuning circuit 820. At this time, the second coil unit remains in the tuned state, and the resonant frequency of the second coil unit is the same as the system frequency. During the emission period of the RF pulses, a controller transmits a conduction signal (i.e., a detune control signal) to turn on the PIN diode P3 via a control cable to turn it on, so as to detune the second coil unit. Specifically, the control signal causes a power source (not shown in figures) of the PIN diode P3 to generate a DC bias to turn on the PIN diode P3. At this time, the second coil unit remains in the detuned state, and the resonant frequency of the second coil unit deviates from the system frequency.

[0181] FIG. 8B is a schematic diagram illustrating an exemplary frequency-response curve 840 of a second coil unit connected to a preamplifier according to some embodiments of the present disclosure. FIG. 8C is a schematic diagram illustrating another exemplary frequency-response curve 850 of a second coil unit having no preamplifier according to some embodiments of the present disclosure. The frequency-response curve 840 and the frequency-response curve 850 are obtained using a dual-pickup approach. The system frequency is a frequency f0. As shown in FIG. 8B, the resonant frequency of the second coil unit connected to the preamplifier is equal to the frequency f0. As shown in FIG. 8C, the resonant frequency of the second coil unit having no preamplifier is not equal to the frequency f0.

[0182] FIG. 9 is a schematic diagram illustrating an exemplary equivalent circuit 900 of a second coil unit according to some embodiments of the present disclosure. In an MR coil assembly (e.g., the MR coil assembly 200 or the MR coil assembly 300) including the second coil unit, each first coil unit is arranged in one-to-one correspondence with one of second coil units of the MR coil assembly. In some embodiments, the number of first coil units of the MR coil assembly is greater than the number of the one or more second coil units of the MR coil assembly.

[0183] As shown in FIG. 9, the equivalent circuit 900 may be similar to the equivalent circuit 800 as described in connection with FIG. 8A, except that the equivalent circuit 900 may further include a matching capacitor 930. The matching capacitor 930 is connected between a tuning circuit 920 and a preamplifier Zpreamp. The matching capacitor 930 is configured to adjust an output impedance of the second coil unit to match an input impedance of the preamplifier Zpreamp. For example, the second coil unit comprises an active detuning circuit 910 and a tuning circuit 920. The active detuning circuit 910 may be configured to detune the second coil unit during the emission period of RF pulses. The active detuning circuit 910 may include a PIN diode P4, an inductance L31, and a capacitor C32. The inductor L31 may be connected in series with the PIN diode P4, and this series combination is then connected in parallel with the capacitor C32.

[0184] The tuning circuit 920 may be configured to tune the second coil unit to the system frequency. The tuning circuit 920 may include a tuning capacitor C31, the capacitor C32, and an equivalent capacitor C33 of the second coil unit. The tuning capacitor C31, the capacitor C32, and the equivalent capacitor C33 may be connected in series.

[0185] Having thus described the basic concepts, it may be rather apparent to those skilled in the art after reading this detailed disclosure that the foregoing detailed disclosure is intended to be presented by way of example only and is not limiting. Various alterations, improvements, and modifications may occur and are intended to those skilled in the art, though not expressly stated herein. These alterations, improvements, and modifications are intended to be suggested by this disclosure, and are within the spirit and scope of the exemplary embodiments of this disclosure.

[0186] Moreover, certain terminology has been used to describe embodiments of the present disclosure. For example, the terms “one embodiment, ” “an embodiment, ” and / or “some embodiments” may mean that a particular feature, structure or characteristic described in connection with the embodiment is included in at least one embodiment of the present disclosure. Therefore, it is emphasized and should be appreciated that two or more references to “an embodiment” or “one embodiment” or “an alternative embodiment” in various portions of this specification are not necessarily all referring to the same embodiment. Furthermore, the particular features, structures or characteristics may be combined as suitable in one or more embodiments of the present disclosure.

[0187] Further, it will be appreciated by one skilled in the art, aspects of the present disclosure may be illustrated and described herein in any of a number of patentable classes or context including any new and useful process, machine, manufacture, or composition of matter, or any new and useful improvement thereof. Accordingly, aspects of the present disclosure may be implemented entirely hardware, entirely software (including firmware, resident software, micro-code, etc. ) or combining software and hardware implementation that may all generally be referred to herein as a “unit, ” “module, ” or “system. ” Furthermore, aspects of the present disclosure may take the form of a computer program product embodied in one or more computer readable media having computer readable program code embodied thereon.

[0188] Furthermore, the recited order of processing elements or sequences, or the use of numbers, letters, or other designations therefore, is not intended to limit the claimed processes and methods to any order except as may be specified in the claims. Although the above disclosure discusses through various examples what is currently considered to be a variety of useful embodiments of the disclosure, it is to be understood that such detail is solely for that purpose, and that the appended claims are not limited to the disclosed embodiments, but, on the contrary, are intended to cover modifications and equivalent arrangements that are within the spirit and scope of the disclosed embodiments. For example, although the implementation of various components described above may be embodied in a hardware device, it may also be implemented as a software only solution, for example, an installation on an existing server or mobile device.

[0189] Similarly, it should be appreciated that in the foregoing description of embodiments of the present disclosure, various features are sometimes grouped together in a single embodiment, figure, or description thereof for the purpose of streamlining the disclosure aiding in the understanding of one or more of the various inventive embodiments. This method of disclosure, however, is not to be interpreted as reflecting an intention that the claimed object matter requires more features than are expressly recited in each claim. Rather, inventive embodiments lie in less than all features of a single foregoing disclosed embodiment.

[0190] In some embodiments, the numbers expressing quantities or properties used to describe and claim certain embodiments of the application are to be understood as being modified in some instances by the term “about, ” “approximate, ” or “substantially. ” For example, “about, ” “approximate, ” or “substantially” may indicate ±1%, ±5%, ±10%, or ±20%variation of the value it describes, unless otherwise stated. Accordingly, in some embodiments, the numerical parameters set forth in the written description and attached claims are approximations that may vary depending upon the desired properties sought to be obtained by a particular embodiment. In some embodiments, the numerical parameters should be construed in light of the number of reported significant digits and by applying ordinary rounding techniques. Notwithstanding that the numerical ranges and parameters setting forth the broad scope of some embodiments of the application are approximations, the numerical values set forth in the specific examples are reported as precisely as practicable.

[0191] Each of the patents, patent applications, publications of patent applications, and other material, such as articles, books, specifications, publications, documents, things, and / or the like, referenced herein is hereby incorporated herein by this reference in its entirety for all purposes, excepting any prosecution file history associated with same, any of same that is inconsistent with or in conflict with the present document, or any of same that may have a limiting effect as to the broadest scope of the claims now or later associated with the present document. By way of example, should there be any inconsistency or conflict between the description, definition, and / or the use of a term associated with any of the incorporated material and that associated with the present document, the description, definition, and / or the use of the term in the present document shall prevail.

[0192] In closing, it is to be understood that the embodiments of the application disclosed herein are illustrative of the principles of the embodiments of the application. Other modifications that may be employed may be within the scope of the application. Thus, by way of example, but not of limitation, alternative configurations of the embodiments of the application may be utilized in accordance with the teachings herein. Accordingly, embodiments of the present application are not limited to that precisely as shown and described.

Claims

1.A magnetic resonance (MR) coil assembly, comprising:a first coil structure, configured to receive MR signals from a scanning part of a subject; anda second coil structure, configured to receive the MR signals from the first coil structure through electromagnetic coupling between the first coil structure and the second coil structure, wherein during an MR scan of the scanning part of the subject, the first coil structure is positioned closer to the scanning part than the second coil structure.2.The MR coil assembly of claim 1, whereinthe first coil structure comprises a first body and a plurality of first coil units disposed on or within the first body, andthe second coil structure comprises a second body and one or more second coil units disposed on or within the second body.3.The MR coil assembly of claim 2, wherein the first body is a flexible body worn on the scanning part, and the second body is a rigid body.4.The MR coil assembly of claim 2, wherein a gap is maintained between the first coil units and the one or more second coil units during an MR scan of the subject.5.The MR coil assembly of claim 4, further comprising an elastic filler disposed between the first coil structure and the second coil structure, the elastic filler being configured such that during the MR scan of the subject, the gap between the first coil units and the one or more second coil units is not smaller than a first preset threshold.6.The MR coil assembly of claim 4, wherein each first coil unit has a first diameter, each second coil unit has a second diameter,the gap between the first coil units and the one or more second coil units is not greater than a second preset threshold during the MR scan, andthe second preset threshold is the smaller one of the first diameter and the second diameter.7.The MR coil assembly of claim 3, wherein the MR coil assembly further comprises at least one airbag disposed on or within the flexible body,at least one airbag is configured to, upon inflation, urge an inner surface of the first coil structure to fit more closely to the scanning part.8.The MR coil assembly of claim 3, wherein the flexible body is a tubular wearable flexible body formed by splicing a plurality of flexible modules in sequence, and adjacent two of the plurality of flexible modules have an overlapping region.9.The MR coil assembly of claim 1, wherein the first coil structure comprises a plurality of first coil units, the second coil structure comprises a plurality of second coil units, and each of the first coil units is arranged in one-to-one correspondence with one of the second coil units.10.The MR coil assembly of claim 1, wherein the first coil structure is a radiofrequency (RF) antenna, the second coil structure is a pickup array, and the RF antenna and the pickup array are movable relative to each other.11.The MR coil assembly of claim 1, wherein the first coil structure comprises a plurality of first coil units, the second coil structure comprises one or more second coil units, and the number of the plurality of first coil units is greater than the number of the one or more second coil units.12.The MR coil assembly of claim 1, wherein the first coil structure comprises a plurality of first coil units, the first coil units have no preamplifier and are detuned during an emission period of radio frequency (RF) pulses via a passive detuning mechanism.13.The MR coil assembly of claim 1, whereinthe first coil structure comprises a plurality of first coil units, the first coil units are detuned during an emission period of radio frequency (RF) pulses via an active detuning mechanism,the first coil structure is connected to a controller via a wired connection, andthe controller is configured to detune the first coil units.14.The MR coil assembly of claim 1, wherein the second coil structure comprises one or more second coil units, the one or more second coil units are connected to a preamplifier via a wired connection and are detuned during the emission period of the RF pulses via an active detuning mechanism.15.The MR coil assembly of claim 1, wherein the first coil structure comprises a plurality of first coil units, the second coil structure comprises one or more second coil units,the one or more second coil units are connected to a controller via a wired connection,each first coil unit is connected to the second coil structure via a wired connection, and the controller is configured to detune the first coil units and the one or more second coil units.16.The MR coil assembly of claim 1, wherein the first coil structure is in contact with the second coil structure.17.The MR coil assembly of claim 1, wherein the first coil structure and the second coil structure are integrated into a common housing.18.A magnetic resonance (MR) coil assembly, comprising:a first coil structure, wherein the first coil structure is a radiofrequency (RF) antenna, and the RF antenna is configured to receive MR signals from the scanning part; anda second coil structure geometrically separated from the first coil structure, wherein, the second coil structure is a pickup array picking up the received MR signals from the RF antenna, and the pickup array is configured for electromagnetic coupling with the RF antenna.19.The MR coil assembly of claim 18, wherein the first coil structure is a flexible surface coil, the second coil structure is configured to support the first coil structure and the scanning part of the subject.20.An magnetic resonance (MR) scanning device, comprising a table and an MR coil assembly, wherein the MR coil assembly comprises:a first coil structure configured to receive MR signals from the scanning part; anda second coil structure disposed on the table, the second coil structure being coupled to the first coil structure and configured to wirelessly receive the MR signals from the first coil structure.21.The MR scanning device of claim 20, further comprising a receiver integrated in the table or disposed separately from the table, wherein:the table includes a transmission interface connected to the receiver;the second coil structure is connected to the transmission interface via a wired connection and transmits the MR signals to the receiver via the wired connection and the transmission interface.22.The MR scanning device of claim 20, further comprising:a receiver integrated in the table, wherein the second coil structure (120) is configured to transmit the MR signals to the receiver wirelessly.

Images