專利名稱：磁共振信號的接收器和接收方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及磁共振成像技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種磁共振信號的接收器和一種磁共
振信號的接收方法。
背景技術(shù)：
磁共振成像(Magnetic Resonance Imaging,MRI))技術(shù)是一種檢測人體組織的無創(chuàng)檢測方法，由于其分辨率高，無骨質(zhì)偽影，能進行多層多方位掃描，可三維成像，解剖結(jié)構(gòu)清晰，所以對全身各系統(tǒng)疾病均具有很高的診斷價值。MRI的基本原理是人體組織內(nèi)的氫原子(也可以是其他原子，但氫原子最常用)在固定磁場的作用下會產(chǎn)生定向排列；當使用射頻發(fā)射線圈對人體組織施加射頻脈沖時，這些氫原子在射頻脈沖的作用下將發(fā)生偏轉(zhuǎn)，射頻脈沖消失后，這些氫原子都將恢復到原來的狀態(tài)；在恢復的過程中，這些氫原子將產(chǎn)生信號，此時，使用射頻接收線圈對所產(chǎn)生的信號進行采集，然后使用采集到的信號進行圖像重建，就可以得到人體組織的圖像。 如圖1所示，MRI檢測裝置通常包括一個磁體101、一個射頻發(fā)射器102、一個或多于一個接收器103、一個放大器104和一個成像單元105組成。其中磁體101用于提供發(fā)生磁共振所需的磁場環(huán)境，可以為永磁體、常導型磁體或超導磁體；射頻發(fā)射器102用于發(fā)出射頻信號，人體組織中的氫原子在所述磁場環(huán)境中受到射頻信號的激勵，會發(fā)生磁共振現(xiàn)象；接收器103用于接收磁共振信號，該信號由放大器104放大后，在成像單元105構(gòu)建成直觀的圖像。 用于進行人體泌尿器官檢查的MRI檢測裝置，其接收器需要置入人體的直腸內(nèi)，并通常制成線圈的形狀，因此被稱為體內(nèi)線圈。現(xiàn)有的體內(nèi)線圈由柔性材料制成，體內(nèi)線圈將采集到的信號通過輸出線傳輸?shù)襟w外的放大器。
現(xiàn)有體內(nèi)線圈主要缺點如下 放入體內(nèi)的體內(nèi)線圈需要有與其具有機械連接的輸出線，會造成病人使用的不適和醫(yī)生使用的不方便。出于安全的考慮，需要在體內(nèi)線圈和輸出線的連接處加裝用于抑制強脈沖信號的射頻扼流圈，但射頻扼流圈的體積較大，難以和體內(nèi)線圈一起置入體內(nèi)，因此射頻扼流圈的安裝成為一個難題。此外，體內(nèi)線圈以及輸出線都是一次性的，對于材料是一種浪費。

發(fā)明內(nèi)容
有鑒于此，本發(fā)明提出一種磁共振信號的接收器，該接收器的體內(nèi)線圈無需與外部具有機械連接。 因此，本發(fā)明提供了一種磁共振信號的接收器，所述接收器包括彼此獨立的一個體內(nèi)線圈和一個體外線圈； 所述體內(nèi)線圈用于放置于人體內(nèi)，采集人體產(chǎn)生的磁共振信號，并通過電磁耦合的方式將所采集到的磁共振信號傳遞到所述體外線圈；
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所述體外線圈用于放置于人體外，通過電磁耦合方式接收來自所述體內(nèi)線圈的磁
共振信號。 優(yōu)選地，所述體內(nèi)線圈為線極化線圈。 優(yōu)選地，所述體內(nèi)線圈為包括多個線圈單元的圓極化線圈。
所述線圈單元為線極化線圈。 在一具體實施方式
中，所述線極化線圈包括并聯(lián)的三個電容器。 所述線極化線圈進一步包括一個被動解諧器，該被動解諧器與所述接收電路的電
容器并聯(lián)，用于保護所述接收電路。 在一實施方式中，所述被動解諧器包括一個電感器和三個二極管，其中，兩個二極
管串聯(lián)后與另外一個二極管反向并聯(lián)，所述電感器與這個并聯(lián)電路串聯(lián)連接。 在一實施方式中，所述體外線圈包括一個電感器、一個二極管和兩個電容器，其
中，所述電感器與其中一個電容器串聯(lián)，所述二極管和另一個電容器分別與這個串聯(lián)電路
并聯(lián)連接。 優(yōu)選地，所述體外線圈包括一個體表線圈或者一個脊柱線圈。
本發(fā)明還提供了一種磁共振信號的接收方法，包括 —個位于人體內(nèi)的體內(nèi)線圈接收由射頻發(fā)射器激發(fā)產(chǎn)生的磁共振信號； 所述體內(nèi)線圈將所述磁共振信號通過電磁耦合的方式傳遞到一個位于人體外的
體外線圈。 從以上技術(shù)方案可以看出，接收器由彼此獨立的體外線圈和體內(nèi)線圈組成，體內(nèi)線圈通過電磁耦合的形式將磁共振信號傳遞給體外線圈，體內(nèi)線圈與外部無需機械連接，易于置入體內(nèi)，使用起來十分方便。


下面將通過參照附圖詳細描述本發(fā)明的示例性實施例，使本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員
更清楚本發(fā)明的上述及其它特征和優(yōu)點，附圖中 圖1為現(xiàn)有技術(shù)的磁共振成像裝置示意圖； 圖2為本發(fā)明實施例一的磁共振信號的接收器的示意圖； 圖3為可用于本發(fā)明實施例一的一種體內(nèi)線圈的電路示意圖； 圖4為可用于本發(fā)明實施例一的一種體外線圈的電路示意圖； 圖5為圖3所示體內(nèi)線圈、圖4所示體外線圈以及放大器的等效電路示意圖； 圖6為本發(fā)明實施例二的磁共振信號的接收器的示意圖； 圖7為可用于本發(fā)明方案的圓極化體內(nèi)線圈的電路示意圖。
具體實施例方式
為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點更加清楚，下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作進一步的詳細闡述。 本發(fā)明提出一種磁共振信號的接收器，該接收器為磁共振成像裝置的接收器。該磁共振信號的接收器包括一個在使用時放置在人體內(nèi)的體內(nèi)線圈以及一個在使用時放置在人體外的體外線圈，體內(nèi)線圈與體外線圈沒有機械連接，而是通過線圈之間的電磁耦合，實現(xiàn)將體內(nèi)線圈采集到的磁共振信號傳遞到體外線圈。 圖2為本發(fā)明實施例一的用于磁共振成像裝置的接收器的示意圖，該接收器所在 的磁共振成像裝置除該接收器以外的部分，如射頻發(fā)射器、放大器、成像單元和磁體均與現(xiàn) 有技術(shù)相同，圖2中省略磁共振成像裝置的其它部分，而僅示出接收器102和磁體101。磁 體101產(chǎn)生水平方向的磁場，圖2中虛線箭頭表示磁場方向。病人204平躺在一張病床203 上，病人204體內(nèi)的氫原子處于磁場環(huán)境中，在射頻發(fā)射器發(fā)射的射頻信號的激勵下會產(chǎn) 生磁共振信號。接收器包括兩個機械上彼此獨立的單元位于病人204的直腸內(nèi)的體內(nèi)線 圈201 ;位于病人204體外的體外線圈202，體外線圈202可以放置在病床203上或者病人 204的體表。體內(nèi)線圈201和體外線圈202之間沒有機械連接。體內(nèi)線圈201和體外線圈 202彼此間相互距離在10cm左右，在這樣的距離尺度下，這兩個線圈會產(chǎn)生較強的電磁耦 合，這樣，體內(nèi)線圈201接收到病人204體內(nèi)的氫原子產(chǎn)生的磁共振信號，可以通過電磁耦 合的方式將所接收的磁共振信號傳輸?shù)襟w外線圈202。體外線圈202與磁共振成像裝置的 放大器具有電路連接，體外線圈202將信號送入磁共振成像裝置的放大器，放大器對信號 進行放大后，在成像單元構(gòu)建成直觀的圖像。 下面用具體示例對體內(nèi)線圈和體外線圈的電路進行介紹。圖3示出了可用于本發(fā) 明實施例一的一種體內(nèi)線圈201的電路示例。其中，體內(nèi)線圈201的接收電路包括一個電 容器302、電容器303和電容器304以及上述電容器之間的導線，這些電容器302、304、304 并聯(lián)連接。體內(nèi)線圈201還可以包括一個被動解諧器301，被動解諧器301與其中一個電容 器(例如電容器302)并聯(lián)連接，用于對體內(nèi)線圈的電路進行保護。例如，被動解諧器301 包括一個電感器和三個二極管，其中，兩個二極管串聯(lián)后與另外一個二極管反向并聯(lián)，形成 一個并聯(lián)電路，而電感器與這個并聯(lián)電路串聯(lián)連接。如果信號強度過大，則被動解諧器301 中的二極管導通，在體內(nèi)線圈201中形成并聯(lián)諧振，避免損壞接收電路。
圖4示出了可用于本發(fā)明實施例一的一種體外線圈202的電路示例。該體外線 圈202包括一個解諧電路，該解諧電路包括一個電感器401、一個電容器402和一個二極管 403，其中電感器401與電容器402串聯(lián)，形成一個串聯(lián)電路，而二極管403與該串聯(lián)電路并 聯(lián)連接。當體外線圈202工作時，在二極管403兩側(cè)加一定的電壓，使其處于短路狀態(tài)，這 樣電感器401和電容器402并聯(lián)諧振，信號可以發(fā)送到磁共振成像裝置的放大器。體外線 圈還可以包括一個電容器404，電容器404與二極管403并聯(lián)連接，其作用是對信號的相位 進行調(diào)整。 下面解釋圖3和圖4中的體內(nèi)線圈201和體外線圈202如何實現(xiàn)電磁耦合的。本 實施例中，體內(nèi)線圈201和體外線圈202自身等效為電磁耦合線圈，實現(xiàn)相互間的電磁耦 合。圖5示出了圖3所示體內(nèi)線圈201、圖4所示體外線圈202和放大器的等效電路示意 圖。在最左邊的虛線方框中，一個電容器Cp、一個電容器Cs和一個電磁耦合線圈L1為體內(nèi) 線圈201的等效電容器和電磁耦合線圈。圖5中間的虛線方框中，電磁耦合線圈L2是體外 線圈202的等效電磁耦合線圈。正是Ll和L2之間的電磁耦合，實現(xiàn)體內(nèi)線圈201將磁共 振信號傳遞到體外線圈202。 圖5右邊的虛線方框中示出了放大器的電路。放大器包括一個前置放大器501， 一 個射頻濾波電路502和一個射頻信號接收器503。其中前置放大器501將接收自體外線圈 202的磁共振信號進行放大，放大后的信號由射頻濾波電路503盡可能地過濾掉無關(guān)噪聲，過濾后的信號由射頻信號接收器503接收。 以上所述體內(nèi)線圈和體外線圈的電路結(jié)構(gòu)只是一種示例，并不用以限制本發(fā)明。
圖6為本發(fā)明實施例二的磁共振信號的接收器的示意圖。該接收器相對于實施例 一，其不同之處主要在于可以使用已有的接收線圈作為體外線圈，體外線圈通過電磁耦合 的方式接收體內(nèi)的體內(nèi)線圈的信號。如圖6所示，病人204仰面躺在病床203上，體外線圈 可以包括一個放置在病床203上、沿病人脊柱方向設(shè)置的脊柱線圈(Spine array)205;體 外線圈還可以包括一個放置在病人204身體上的體表線圈(Body array)206。當然，病人 204也可以俯臥于病床203上，則此時體表線圈206放置在病床203上，而脊柱線圈205放 置于病人204的身體上。在同一時刻只能用一個體外線圈接收一個部位的信號。通過設(shè)置 不同的體外線圈，可以取得病人局部和全身的圖像。 以上實施例中的體內(nèi)線圈201都是線極化線圈，實際上體內(nèi)線圈201也可以為圓 極化線圈，圖7為一種圓極化線圈電路結(jié)構(gòu)的示意圖。圖7中的圓極化線圈由兩個線圈單元 構(gòu)成，圖7中兩側(cè)的黑色圓點表示線圈單元的交叉點，但是彼此并不互相連接，不同的線圈 單元分布在不同的平面上，每個線圈單元具有圖3中的線極化線圈相同的結(jié)構(gòu)。圖7中的 被動解諧器301a和被動解諧器301b對應圖3中的被動解諧器301，圖7中的電容器302a、 電容器302b對應圖3中的電容器302 ;圖7中的電容器303a、電容器303b對應圖3中的電 容器303 ;圖7中的電容器304a、電容器304b對應圖3中的電容器304。圓極化線圈也可 以由多于兩個的線圈單元構(gòu)成。由兩個或兩個以上的線圈單元構(gòu)成的圓極化線圈可以采集 到的信號強度較強，因此相對于線極化線圈具有較高的信噪比。
本發(fā)明方案具有如下有益效果 1、體內(nèi)線圈和體外線圈之間沒有任何連接，使用方便； 2、由于在體內(nèi)線圈和體外線圈之間沒有連線，無需安裝射頻扼流圈，關(guān)于射頻扼 流圈的問題也得到徹底解決； 3、除了放入體內(nèi)的體內(nèi)線圈外，其他的部分都可以重復多次使用。節(jié)約成本。
以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精 神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進等，均應包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
一種磁共振信號的接收器，所述接收器包括彼此獨立的一個體內(nèi)線圈(201)和一個體外線圈(202)；所述體內(nèi)線圈(201)用于放置于人體內(nèi)，采集人體產(chǎn)生的磁共振信號，并通過電磁耦合的方式將所采集到的磁共振信號傳遞到所述體外線圈(202)；所述體外線圈(202)用于放置于人體外，通過電磁耦合方式接收來自所述體內(nèi)線圈(201)的磁共振信號。
2. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的磁共振信號的接收器，其特征在于，所述體內(nèi)線圈(201)為線極化線圈。
3. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的磁共振信號的接收器，其特征在于，所述體內(nèi)線圈(201)為包括多個線圈單元的圓極化線圈。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的磁共振信號的接收器，其特征在于，所述線圈單元為線極化線圈。
5. 根據(jù)權(quán)利要求2或4所述的磁共振信號的接收器，其特征在于，所述線極化線圈包括并聯(lián)的三個電容器。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的磁共振信號的接收器，其特征在于，所述線極化線圈進一步包括一個被動解諧器(301)，該被動解諧器(301)與所述接收電路的電容器并聯(lián)，用于保護所述接收電路。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的磁共振信號的接收器，其特征在于，所述被動解諧器(301)包括一個電感器和三個二極管，其中，兩個二極管串聯(lián)后與另外一個二極管反向并聯(lián)，所述電感器與這個并聯(lián)電路串聯(lián)連接。
8. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的磁共振信號的接收器，其特征在于，所述體外線圈(202)包括一個電感器(401)、一個二極管(403)和兩個電容器(402,404)，其中，所述電感器(401)與其中一個電容器(402)串聯(lián)，所述二極管(403)和另一個電容器(404)分別與這個串聯(lián)電路并聯(lián)連接。
9. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的磁共振信號的接收器，其特征在于，所述體外線圈包括一個體表線圈或者一個脊柱線圈。
10. —種磁共振信號的接收方法，包括一個位于人體內(nèi)的體內(nèi)線圈(201)接收由射頻發(fā)射器(102)激發(fā)產(chǎn)生的磁共振信號；所述體內(nèi)線圈(201)將所述磁共振信號通過電磁耦合的方式傳遞到一個位于人體外的體外線圈(202)。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種磁共振信號的接收器，所述接收器包括彼此獨立的體內(nèi)線圈和體外線圈；所述體內(nèi)線圈放置于人體直腸內(nèi)，用于采集由射頻發(fā)射器激發(fā)產(chǎn)生的磁共振信號，并通過電磁耦合的方式將所采集到的磁共振信號傳遞到體外線圈；體外線圈放置于人體外，用于通過電磁耦合方式接收來自體內(nèi)線圈的磁共振信號。本發(fā)明還公開了一種磁共振信號的接收方法。本發(fā)明方案中，磁共振成像裝置的體內(nèi)線圈與外部無需機械連接，使用起來十分方便。
文檔編號A61B5/055GK101782635SQ20091000088
公開日2010年7月21日 申請日期2009年1月20日 優(yōu)先權(quán)日2009年1月20日
發(fā)明者李建中, 王海寧 申請人:西門子邁迪特(深圳)磁共振有限公司