專利名稱：用于超高場(chǎng)mri的路由器和線圈陣列的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本申請(qǐng)涉及磁共振領(lǐng)域。本申請(qǐng)尤其應(yīng)用于超高場(chǎng)的磁共振成像,所述超高場(chǎng)例如為3特斯拉(Tesla)以及更高，諸如7特斯拉和9. 4特斯拉。然而，下文更普遍地應(yīng)用于磁共振成像以及磁共振波譜分析等。
背景技術(shù)：
磁共振成像(MRI)和波譜分析(MRS)系統(tǒng)通常用于患者的檢查和處置。通過(guò)這樣的系統(tǒng)，待檢查身體組織的核自旋由靜主磁場(chǎng)Btl對(duì)齊，并且由在射頻帶中振蕩的橫向磁場(chǎng) B1激勵(lì)。在成像中，弛豫信號(hào)暴露于梯度磁場(chǎng)以定位核自旋。接收弛豫信號(hào)以便以已知的方式形成單維或多維圖像。在波譜分析中，關(guān)于組織的組成的信息承載于共振信號(hào)的頻率分量中。
RF線圈系統(tǒng)提供了 RF信號(hào)的發(fā)送以及共振信號(hào)的接收。在例如3特斯拉或更高的高場(chǎng)MR系統(tǒng)中，與較低場(chǎng)強(qiáng)的MR系統(tǒng)相比，一些特性，諸如受試者的介電負(fù)載和傳導(dǎo)性， 更多地主導(dǎo)B1場(chǎng)的非均勻性。結(jié)果是減小了圖像均勻性、對(duì)比度以及空間相關(guān)的信噪比，這因此降低了所采集的圖像的質(zhì)量。為了解決這一問(wèn)題，已經(jīng)提出了改善RF線圈性能的若干設(shè)計(jì)思路，諸如多個(gè)獨(dú)立的發(fā)送和接收通道來(lái)實(shí)現(xiàn)B1線圈勻場(chǎng)。利用勻場(chǎng)以臨床上可接受的均勻性程度生成B1激勵(lì)場(chǎng)通常需要超高場(chǎng)的大約8個(gè)或更多個(gè)獨(dú)立通道。這樣的增加了復(fù)雜性的系統(tǒng)存在于研究環(huán)境中；然而，對(duì)于臨床環(huán)境，功耗需求在費(fèi)用上是負(fù)擔(dān)不起的。
另一種設(shè)計(jì)思路是使用局部表面線圈來(lái)降低獨(dú)立發(fā)送通道的功耗需求。這些系統(tǒng)使用局部表面線圈以用于激勵(lì)和接收。在超高場(chǎng)的成像流程期間，使用在多個(gè)位置處的多個(gè)發(fā)送和接收(T/R)線圈要求操作員手動(dòng)斷開(kāi)和重連各表面線圈與各放大器之間的連接， 這會(huì)增加成像時(shí)間并且中斷工作流程。
存在對(duì)于用于高場(chǎng)成像系統(tǒng)的具有多個(gè)連接點(diǎn)的簡(jiǎn)單且靈活的線圈接口的需求， 其能夠保持使用現(xiàn)有的線圈，并擴(kuò)展使用多個(gè)T/R線圈。本申請(qǐng)?zhí)峁┝诵碌慕?jīng)改進(jìn)的針對(duì)多個(gè)線圈的組合的互連性，這克服了上述問(wèn)題和其他問(wèn)題。發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)一個(gè)方面，提供了一種磁共振(MR)系統(tǒng)。所述MR系統(tǒng)包括射頻(RF)放大器， 所述射頻(RF)放大器針對(duì)多個(gè)發(fā)送通道中的每個(gè)生成獨(dú)有的B1激勵(lì)信號(hào)。所述MR系統(tǒng)包括具有多個(gè)線圈元件的至少一個(gè)RF線圈組件。所述線圈元件將所生成的激勵(lì)信號(hào)發(fā)送到檢查區(qū)域中并且從該檢查區(qū)域接收磁共振信號(hào)。多個(gè)連接板中的每個(gè)將RF放大器經(jīng)由位于每個(gè)連接板處的收發(fā)器端口連接到至少一個(gè)RF線圈組件。每個(gè)收發(fā)器端口將線圈元件的至少一個(gè)導(dǎo)體連接到個(gè)體發(fā)送通道。路由器經(jīng)由相應(yīng)發(fā)送通道將所生成的激勵(lì)信號(hào)有選擇地路由到多個(gè)連接板中的任一個(gè)的收發(fā)器端口中的至少一個(gè)。
根據(jù)另一方面，提供了一種用于磁共振的方法。所述方法包括針對(duì)射頻(RF)放大器的多個(gè)發(fā)送通道中的每個(gè)生成獨(dú)有的激勵(lì)信號(hào)。利用至少一個(gè)RF線圈組件的多個(gè)線圈5元件將所生成的激勵(lì)信號(hào)發(fā)送到檢查區(qū)域中并接收來(lái)自該檢查區(qū)域的磁共振信號(hào)。所述 RF放大器經(jīng)由多個(gè)連接板中的一個(gè)的收發(fā)器端口連接到至少一個(gè)RF線圈組件，每個(gè)收發(fā)器端口將至少一個(gè)導(dǎo)體連接到個(gè)體發(fā)送通道。所生成的激勵(lì)信號(hào)被經(jīng)由相應(yīng)發(fā)送通道(Tx) 有選擇地路由到多個(gè)連接板中的任一個(gè)的至少一個(gè)收發(fā)器端口。
根據(jù)另一方面，提供了一種包括至少兩個(gè)導(dǎo)體的線圈元件。所述線圈元件以不同的共振模式工作以在檢查區(qū)域內(nèi)生成一對(duì)正交B1磁場(chǎng)并接收在相應(yīng)共振頻率處的磁共振信號(hào)。
一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是改善了橫向磁場(chǎng)的均勻性。
另一優(yōu)點(diǎn)是改善了圖像均勻性、圖像對(duì)比度以及信噪比。
另一優(yōu)點(diǎn)是改善了工作流程。
本領(lǐng)域技術(shù)人員通過(guò)閱讀和理解下文的詳細(xì)描述將能夠理解本發(fā)明的進(jìn)一步優(yōu)


本發(fā)明可以采取各種部件和部件布置以及各種步驟和步驟安排的形式。附圖僅用于圖示說(shuō)明優(yōu)選實(shí)施例，而不應(yīng)將其解釋為限制本發(fā)明。
圖I是包括路由器以及雙模式發(fā)送和接收線圈組件的磁共振系統(tǒng)的示意性圖示；
圖2是圖I的路由器的一個(gè)實(shí)施例的示意性圖示；
圖3A-3G是雙模式線圈組件的多種實(shí)施例的示意性圖示；以及
圖4A-4D是雙模式線圈組件的一些實(shí)施例的B1繪圖。
具體實(shí)施方式
參考圖1，磁共振(MR)成像系統(tǒng)10包括主磁體12，主磁體12生成貫穿檢查區(qū)域 14的空間和時(shí)間均勻的Btl場(chǎng)。所述主磁體能夠是環(huán)形或孔型磁體、C形開(kāi)放磁體、其他設(shè)計(jì)的開(kāi)放磁體等。設(shè)置在主磁體附近的梯度磁場(chǎng)線圈16用于沿著相對(duì)于Btl磁場(chǎng)的選定軸生成磁場(chǎng)梯度，以對(duì)磁共振信號(hào)進(jìn)行空間編碼，產(chǎn)生磁化擾亂場(chǎng)梯度等。磁場(chǎng)梯度線圈16 可以包括被配置成在三個(gè)正交方向上產(chǎn)生磁場(chǎng)梯度的線圈段，所述三個(gè)正交方向通常為縱向方向或ζ方向、橫向方向或X方向以及垂直方向或y方向。
系統(tǒng)10包括設(shè)置在檢查區(qū)域14中或鄰近檢查區(qū)域14的多個(gè)射頻(RF)線圈組件 18。盡管被圖示為在患者之下，還想到了頭部線圈、柔韌和剛性表面線圈，以及包裹軀干和肢體的安置在患者上面以及側(cè)面的其他線圈等。每個(gè)線圈組件18包括多個(gè)線圈元件20，在操作過(guò)程中，線圈元件20單獨(dú)或共同生成射頻場(chǎng)以用于在一種或多種核素中激勵(lì)磁共振， 所述一種或多種核素諸如是1HJ3CJ1P^NaJ9F等。射頻線圈組件18還單獨(dú)或共同用于檢測(cè)源自成像區(qū)域的磁共振信號(hào)。
在一個(gè)實(shí)施例中，每個(gè)線圈元件20包括至少兩個(gè)導(dǎo)體單個(gè)正弦模式導(dǎo)體22和至少一個(gè)均勻模式導(dǎo)體24。正弦模式導(dǎo)體22是被調(diào)至共振模式的環(huán)形導(dǎo)體，其具有沿相應(yīng)導(dǎo)體的正弦曲線電流分布以生成方向與導(dǎo)體22的平面平行的第一 B1磁場(chǎng)。在一個(gè)實(shí)施例中的均勻模式導(dǎo)體24是被調(diào)至共振模式的環(huán)形導(dǎo)體，其具有沿相應(yīng)導(dǎo)體的均勻電流分布以生成指向?qū)w24的平面外的第二 B1磁場(chǎng)。在例示的實(shí)施例中，導(dǎo)體22、24的平面與主磁場(chǎng)B0的方向平行。在這種布置中，每個(gè)線圈元件20充當(dāng)正交(quadrature)表面線圈,其在正交于Btl場(chǎng)的兩個(gè)方向上生成激勵(lì)磁場(chǎng)。這種雙模式配置有利地改善了 B1場(chǎng)的均勻性和效率，這因而改善了靈敏度和信噪比，特別是在高場(chǎng)磁共振研究期間，諸如在3特斯拉或更高處。參見(jiàn)例如Zhai的國(guó)際申請(qǐng)No. W02008/104895。
應(yīng)當(dāng)注意到，正弦模式導(dǎo)體，盡管可用，其更適用于大于3T的場(chǎng)強(qiáng)，例如7T。在另一實(shí)施例中，在其中主磁體12工作在3T，每個(gè)線圈元件20包括正交形狀的均勻模式導(dǎo)體 24。正交均勻模式導(dǎo)體24是正交線圈，諸如蝴蝶線圈、八形線圈等，其以均勻電流分布工作以在正交于Btl場(chǎng)的兩個(gè)方向上生成一對(duì)B1激勵(lì)磁場(chǎng)。在這一實(shí)施例中，正弦模式導(dǎo)體22 是非必要的，因?yàn)檎痪鶆蚰Ｊ綄?dǎo)體24生成了一對(duì)正交激勵(lì)磁場(chǎng)。
在另一實(shí)施例中，每個(gè)線圈元件20包括環(huán)形均勻模式導(dǎo)體24。環(huán)形均勻模式導(dǎo)體24是被調(diào)至共振模式的環(huán)形導(dǎo)體，其具有沿相應(yīng)導(dǎo)體的均勻電流分布以生成指向?qū)w 24的平面外的B1磁場(chǎng)。導(dǎo)體24的平面與主磁場(chǎng)Btl的方向平行。為了采集受試者30的磁共振數(shù)據(jù)，受試者由患者支撐物31安置在檢查區(qū)域14中，受試者的感興趣區(qū)域優(yōu)選處于或接近主磁場(chǎng)的等中心處。掃描控制器32控制梯度控制器34，梯度控制器34令梯度線圈16 跨成像區(qū)域應(yīng)用選定的磁場(chǎng)梯度脈沖，這可能適于選定的磁共振成像或波譜分析序列。掃描控制器32還控制一個(gè)或多個(gè)RF發(fā)送器36，以針對(duì)RF放大器38的陣列生成獨(dú)有的射頻信號(hào)，RF放大器38的陣列包括個(gè)體放大器38p…、38N，其中的每個(gè)令局部線圈的一個(gè)或多個(gè)導(dǎo)體22、24生成磁共振激勵(lì)和操作B1脈沖。每個(gè)RF放大器38放大所生成的獨(dú)有的激勵(lì)信號(hào)，所述激勵(lì)信號(hào)通過(guò)一個(gè)或多個(gè)發(fā)送通道Tx被發(fā)送至一個(gè)或多個(gè)導(dǎo)體22、24。提供了獨(dú)立發(fā)送器的陣列，在其中每個(gè)發(fā)送器能夠連接到相應(yīng)發(fā)送通道Tx，而不是如圖示的具有連接到相應(yīng)放大器38的通道的一個(gè)或多個(gè)多通道發(fā)送器。
在MR系統(tǒng)中，一個(gè)或多個(gè)放大器專用于寬帶激勵(lì)，所述寬帶激勵(lì)首要用于多核 (非質(zhì)子)成像或多核(非質(zhì)子)波譜分析，并且一個(gè)或多個(gè)專用于窄帶激勵(lì)，所述窄帶激勵(lì)首要用于質(zhì)子MR成像或波譜分析。為了改善系統(tǒng)靈活性，每個(gè)RF放大器被配置成發(fā)送寬帶激勵(lì)信號(hào)以同時(shí)激勵(lì)寬范圍的核素或者一種或多種單一的核素。內(nèi)聯(lián)隔離器39針對(duì)每個(gè)發(fā)送通道Tx將寬帶信號(hào)限制為窄帶信號(hào)。旁路(bypassMO，其由掃描器控制器32有選擇地控制，當(dāng)指定了寬帶成像或波譜分析流程時(shí)，旁路40對(duì)所述隔離器設(shè)旁路。
所述掃描控制器還控制RF接收器41，RF接收器41連接到導(dǎo)體22、24以接收由其生成的磁共振信號(hào)。所接收的信號(hào)從導(dǎo)體22、24經(jīng)由一個(gè)或多個(gè)接收通道Rx發(fā)送至接收器41。接收信號(hào)前置放大可以并入到線圈組件18中或收發(fā)器開(kāi)關(guān)64中，這將在之后進(jìn)行描述。類似地，系統(tǒng)10可以包括獨(dú)立接收器，其中的每個(gè)連接到相應(yīng)接收通道Rx。應(yīng)當(dāng)注意到，接收通道Rx的數(shù)量不必與發(fā)送通道Tx相對(duì)應(yīng)?；蛘撸軌蚴褂迷O(shè)置在接收器41之前的接收通道多路復(fù)用器，其中接收通道Rx的數(shù)量大于可用的接收器41的數(shù)量。
從接收器41接收的數(shù)據(jù)暫時(shí)存儲(chǔ)在數(shù)據(jù)緩沖器50中并且由磁共振圖像、波譜分析或其他數(shù)據(jù)處理器52進(jìn)行處理。磁共振數(shù)據(jù)處理器能夠執(zhí)行本領(lǐng)域中已知的多種功能， 包括圖像重建(MRI)、磁共振波譜分析(MRS)、導(dǎo)管或介入儀器定位等。重建的磁共振圖像、 波譜分析讀出、介入儀器定位信息以及其他經(jīng)處理的MR數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器中，諸如醫(yī)學(xué)設(shè)施的患者存檔。圖形用戶接口或顯示裝置54包括用戶輸入裝置，臨床醫(yī)師能夠使用所述用戶輸入裝置控制掃描控制器32來(lái)選擇掃描序列和方案、顯示MR數(shù)據(jù)等。
參考圖2，路由器60有選擇地路由每個(gè)發(fā)送通道Tx，并且因此將經(jīng)由相應(yīng)發(fā)送通道Tx發(fā)送的激勵(lì)信號(hào)路由至多個(gè)線圈組件18中的任一個(gè)的各個(gè)導(dǎo)體22、24中的一個(gè)或多個(gè)。路由器60提供了在線圈組件18與RF發(fā)送器36之間的靈活接口，以用于在激勵(lì)過(guò)程中選擇導(dǎo)體22、24和線圈組件18與各個(gè)放大器38的各種組合。所述路由器包括RF開(kāi)關(guān) 62, RF開(kāi)關(guān)62將放大器輸出，即，將發(fā)送通道Tx,路由到多個(gè)收發(fā)器開(kāi)關(guān)64中的一個(gè)。換言之，路由器60還用于在信號(hào)發(fā)送與信號(hào)接收之間切換導(dǎo)體。在信號(hào)發(fā)送過(guò)程中，收發(fā)器開(kāi)關(guān)64將發(fā)送通道Tx有選擇地切換至與對(duì)應(yīng)于收發(fā)器開(kāi)關(guān)64的收發(fā)器通道T/R連通?；蛘撸谛盘?hào)接收過(guò)程中，收發(fā)器開(kāi)關(guān)64將收發(fā)器通道T/R有選擇地切換至與對(duì)應(yīng)于收發(fā)器開(kāi)關(guān)64的接收器通道Rx連通。所述接收通道多路復(fù)用器可以集成到路由器60中或者從外部位于接收器41之前，如之前所描述的，以在可用接收器41的數(shù)量小于接收通道Rx的數(shù)量時(shí)多路復(fù)用接收通道。每個(gè)收發(fā)器開(kāi)關(guān)64操作性地連接到連接板66，連接板66接收至少一個(gè)線圈組件18。如圖所示，所述連接板被集成到患者支撐物31中。然而，也想到了其他布置，諸如將板31集成到主磁體周圍的外殼中等。所述連接板包括多個(gè)連接端口 68， 所述多個(gè)連接端口 68遠(yuǎn)程地接收針對(duì)至少一個(gè)導(dǎo)體22、24的連接。每個(gè)板66的可用連接端口 68的數(shù)量可以與發(fā)送通道Tx的數(shù)量一致。然而，也想到了更少或更多的端口 68。
在系統(tǒng)10中具有多個(gè)連接板66允許用戶在檢查區(qū)域中選擇多種多個(gè)局部線圈組件18以及它們?cè)谌我馕恢玫慕M合，即連接板66和/或連接端口 68，從而獲取期望的視野域或不同的解剖范圍，而無(wú)需為不同成像流程重置單個(gè)線圈組件。例如，臨床醫(yī)師可以將被配置用于多核磁共振的線圈組件18附接在第一連接板66，并將被配置用于質(zhì)子磁共振的線圈組件18附接在第二連接板66。也想到了若干其他配置的線圈組件18，例如具有發(fā)送和接收兩種功能的兩個(gè)線圈組件18能夠各自被布置用于對(duì)患者雙膝的局部質(zhì)子磁共振。類似地，具有發(fā)送和接收兩種功能的兩個(gè)線圈組件18能夠被布置用于局部胸部磁共振。其他范例包括，但不限于，具有發(fā)送和接收兩種功能的多個(gè)局部線圈組件18，其被布置用于頭部、頸部、脊柱等的成像和波譜分析。
掃描器控制器32控制第一旁路以發(fā)送寬帶信號(hào)至第一連接板并控制第二旁路以發(fā)送窄帶信號(hào)至第二連接板。掃描器控制器32之后控制所述路由器以將激勵(lì)信號(hào)路由至相應(yīng)一個(gè)或多個(gè)導(dǎo)體22、24。在一個(gè)實(shí)施例中，臨床醫(yī)師在⑶154處手動(dòng)地輸入用于成像流程的線圈類型和選定的連接端口 22、24。在另一實(shí)施例中，每個(gè)線圈元件包括識(shí)別模塊，所述識(shí)別模塊承載關(guān)于線圈類型的信息。掃描器控制器32自動(dòng)地檢測(cè)在它所連接的模塊和一個(gè)或多個(gè)端口 68中的信息，并且相應(yīng)地配置路由器60以及旁路40。
圖3A-3F更為詳細(xì)地圖示了雙模式線圈組件的多種實(shí)施例。參考圖3Α，更詳細(xì)地圖示出了兩元件線圈組件18的一個(gè)實(shí)施例的橫截面視圖。如之前所描述的，每個(gè)線圈元件 20包括兩個(gè)同心的環(huán)形平導(dǎo)體22、24。外側(cè)的導(dǎo)體22為正弦模式導(dǎo)體并且內(nèi)側(cè)的導(dǎo)體為均勻模式導(dǎo)體24。對(duì)于工作在298MHz的7特斯拉的MR系統(tǒng)，對(duì)于正弦模式導(dǎo)體22的有效平均直徑為17cm，并且對(duì)于均勻模式導(dǎo)體24的有效平均直徑為13cm，并且在各相鄰正弦模式導(dǎo)體22之間的間隔為1cm。應(yīng)當(dāng)注意到，想到了對(duì)于所述導(dǎo)體的其他直徑以及環(huán)形線圈幾何形狀，諸如橢圓的或像五邊形、六邊形、四邊形等的多邊形，線性線圈也如此。另外，所述線圈可以是剛性的、柔性的、平的、輪廓的或這些的任意組合等。能夠基于期望的激勵(lì)頻率以及視野來(lái)選擇線圈元件20的尺寸和形狀。所述導(dǎo)體由介電層70支撐并且與導(dǎo)體22、24相對(duì)的是RF屏障72，以將導(dǎo)體22、24以及多種功率、控制、通信、選通、接收/發(fā)送通道等與彼此屏蔽。為了改善與相鄰線圈元件20的隔離，所述導(dǎo)體鉆埋于介電層70之內(nèi)。任選地，RF屏障74可以繞所述介電層的邊緣延伸。注意，也想到了具有大于兩個(gè)線圈元件20 的組件18，諸如那些在圖3C和3D中所圖示的，這些將會(huì)被更詳細(xì)地描述。
參考圖3B和3C，在一個(gè)實(shí)施例中，均勻模式導(dǎo)體24連接到第一連接端口 SS1，并且正弦模式導(dǎo)體22連接到第二連接端口 682。在這種功率共享的裝置中，所有正弦模式導(dǎo)體 22共享被路由至第一連接端口 68i的第一激勵(lì)信號(hào)，而所有均勻模式導(dǎo)體24共享被路由至第二連接端口 682的第二激勵(lì)信號(hào)。路由器60能夠在RF開(kāi)關(guān)62處分開(kāi)功率從而使單個(gè)發(fā)送通道Tx在兩個(gè)或更多連接端口 68間共享，而不是如圖示的類似模式的導(dǎo)體共享單個(gè)連接端口 68。
參考圖3D，在另一實(shí)施例中，所述導(dǎo)體能夠在獨(dú)立的裝置中工作，在那里每個(gè)導(dǎo)體連接到獨(dú)立的發(fā)送通道Tx。路由器60將來(lái)自放大器38的每個(gè)輸出路由到選定的連接板66 的獨(dú)有的連接端口 68。這種裝置用于對(duì)B1激勵(lì)場(chǎng)進(jìn)行勻場(chǎng)以在維持均勻場(chǎng)的同時(shí)確保最大范圍。所述線圈組件能夠基于期望的視野被定向?yàn)槠叫杏诨虼怪庇诨颊叩妮S向軸。應(yīng)當(dāng)注意到，通過(guò)斷開(kāi)正弦模式導(dǎo)體以使它們不被使用，并且僅將激勵(lì)信號(hào)路由至均勻模式導(dǎo)體24，線圈元件20能夠用作傳統(tǒng)的多環(huán)陣列。參考圖3E和3F，在另一實(shí)施例中，每個(gè)線圈元件20包括多于一個(gè)的均勻模式導(dǎo)體24，諸如兩個(gè)、三個(gè)或更多個(gè)。減小均勻模式導(dǎo)體24 的直徑以適于將均勻模式導(dǎo)體24安置在正弦導(dǎo)體22的四周內(nèi)。然而，應(yīng)當(dāng)維持最小尺寸以避免危及B1場(chǎng)的穿透深度。能夠?qū)⑺鼍鶆蚰Ｊ綄?dǎo)體布置成彼此鄰近，諸如在圖3E中， 或者它們能夠重疊，如在圖3F中，從而改善勻場(chǎng)以及改善與鄰近線圈的隔離。能夠選擇重疊的量以將互感系數(shù)最小化。圖4A-4D圖示了使用軸向布置的兩元件線圈組件的在體模的矢狀面中的Ib1+!場(chǎng)的范例。在繪圖中，Ib1+!值被縮放至在體模中的iw的總吸收平均功率。圖4A描繪了 μτ的Ib1+!場(chǎng)的第一范例，在那里路由器60將所生成的激勵(lì)信號(hào)路由到單個(gè)連接端口 68，均勻模式導(dǎo)體24以功率共享的配置附接至單個(gè)連接端口 68。在第二范例中，圖4Β描繪了正弦模式導(dǎo)體22的|Β1+|場(chǎng)，正弦模式導(dǎo)體22共享來(lái)自單個(gè)發(fā)送通道Tx的功率。在第三范例中，圖4C描繪了所有導(dǎo)體22、24的|Β1+|場(chǎng)，所有導(dǎo)體22、24共享來(lái)自單個(gè)發(fā)送通道Tx的功率。正弦模式導(dǎo)體22連接到第一連接端口 68，并且均勻模式導(dǎo)體24連接到第二連接端口 68。所述路由器將相同的RF功率路由到兩種導(dǎo)體，但是兩者之間具有90°的相位差。在第四范例中，圖4D描繪了類似模式導(dǎo)體的|Β1+|場(chǎng)，所述類似模式導(dǎo)體共享來(lái)自單個(gè)發(fā)送通道Tx的功率，即正弦模式導(dǎo)體22連接到第一連接端口 68，并且均勻模式導(dǎo)體24連接到第二連接端口 68。所述路由器之后將獨(dú)有的激勵(lì)信號(hào)路由到兩種連接端口 68中每種的路線。在這一范例中，使用了 O. 5V的均勻模式導(dǎo)體與正弦模式導(dǎo)體的電壓比以及ιο°的相位差。改進(jìn)在于影像表面附近沿軸向方向的Ib1+!場(chǎng)的均勻性。
已經(jīng)參考優(yōu)選實(shí)施例描述了本發(fā)明。他人可以通過(guò)閱讀和理解之前的詳細(xì)描述做出修改和變化。其意圖是將本發(fā)明解釋為包括所有這樣的修改和變化，只要其落入了權(quán)利要求書或其等要件的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種磁共振系統(tǒng)(10)，包括 射頻(RF)放大器(38)，其針對(duì)多個(gè)發(fā)送通道(Tx)中的每個(gè)生成獨(dú)有的B1激勵(lì)信號(hào)；至少一個(gè)RF線圈組件(18)，其具有多個(gè)線圈元件(20)，所述多個(gè)線圈元件將所生成的激勵(lì)信號(hào)發(fā)送到檢查區(qū)域(14)中并接收來(lái)自所述檢查區(qū)域的磁共振信號(hào)； 多個(gè)連接板(66)，所述多個(gè)連接板中的每個(gè)將所述RF放大器(38)經(jīng)由收發(fā)器端口(68)連接到所述至少一個(gè)RF線圈組件(18)，每個(gè)收發(fā)器端口將至少一個(gè)導(dǎo)體(22、24)連接到個(gè)體發(fā)送通道； 路由器(60)，其將所生成的激勵(lì)信號(hào)經(jīng)由相應(yīng)發(fā)送通道(Tx)有選擇地路由到所述多個(gè)連接板(66)中的任一個(gè)的至少一個(gè)收發(fā)器端口(68)。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的磁共振系統(tǒng)(10)，其中，每個(gè)線圈元件(20)具有至少一個(gè)導(dǎo)體(24)，所述至少一個(gè)導(dǎo)體工作在均勻電流共振模式中以生成一對(duì)正交B1磁場(chǎng)并接收在檢查區(qū)域(14)中的相應(yīng)共振頻率處的磁共振信號(hào)。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的磁共振系統(tǒng)(10)，其中，每個(gè)線圈元件(20)具有至少兩個(gè)導(dǎo)體(22、24)，所述至少兩個(gè)導(dǎo)體工作在不同的共振模式中以生成一對(duì)正交B1磁場(chǎng)并接收在檢查區(qū)域(14)中的相應(yīng)共振頻率處的磁共振信號(hào)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的磁共振系統(tǒng)(10)，其中，每個(gè)線圈元件(20)包括如下中的至少一項(xiàng) (i)被調(diào)至正弦電流共振模式的正弦模式導(dǎo)體(22)，其生成指向平行于所述導(dǎo)體(22)的平面的第一 B1磁場(chǎng)；以及 (ii)被調(diào)至均勻電流共振模式的至少一個(gè)均勻模式導(dǎo)體(24)，其生成指向所述導(dǎo)體(24)的平面外的第二 B1磁場(chǎng)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的磁共振系統(tǒng)(10)，其中，每個(gè)線圈元件(22、24)包括一對(duì)環(huán)形、通常共平面的導(dǎo)體，在其中均勻模式導(dǎo)體(24)被布置為與正弦模式導(dǎo)體(22)同心。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的磁共振系統(tǒng)(10)，其中，每個(gè)線圈元件包括多個(gè)環(huán)形、通常共平面的導(dǎo)體，在其中至少兩個(gè)均勻模式導(dǎo)體(24)被正弦模式導(dǎo)體(22)圍繞。
7.根據(jù)權(quán)利要求4-6中的任一項(xiàng)所述的磁共振系統(tǒng)(10)，其中 所述正弦模式導(dǎo)體(22)共享來(lái)自第一發(fā)送通道(Tx)的激勵(lì)信號(hào)，并且所述均勻模式導(dǎo)體共享來(lái)自第二發(fā)送通道(Tx)的激勵(lì)信號(hào)；或者每個(gè)導(dǎo)體接收來(lái)自獨(dú)立發(fā)送通道的激勵(lì)信號(hào)。
8.根據(jù)權(quán)利要求2-7中的任一項(xiàng)所述的磁共振系統(tǒng)(10)，其中，所述路由器包括 收發(fā)器開(kāi)關(guān)(64)的陣列，每個(gè)收發(fā)器開(kāi)關(guān)對(duì)應(yīng)于單個(gè)收發(fā)器端口(68)，所述收發(fā)器開(kāi)關(guān)(64)的陣列在發(fā)送通道(Tx)與接收通道(Rx)之間有選擇地切換每個(gè)收發(fā)器端口(68)。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的磁共振系統(tǒng)(10)，其中，所述路由器(60)還包括 RF開(kāi)關(guān)(62)，其在所述多個(gè)收發(fā)器開(kāi)關(guān)(64)中的至少一個(gè)之間有選擇地切換每個(gè)發(fā)送通道(Tx)。
10.根據(jù)權(quán)利要求1-9中的任一項(xiàng)所述的磁共振系統(tǒng)(10)，其中，每個(gè)發(fā)送通道(Tx)包括 隔離器(39)，其將窄帶信號(hào)傳遞到至少一個(gè)相應(yīng)收發(fā)器端口(68);以及 旁路(40)，其對(duì)相應(yīng)隔離器(39)有選擇地設(shè)旁路以將寬帶信號(hào)傳遞到相應(yīng)收發(fā)器端口(68)。
11.根據(jù)權(quán)利要求1-10中的任一項(xiàng)所述的磁共振系統(tǒng)(10)，還包括 磁體(12)，其在檢查區(qū)域(14)中生成靜磁場(chǎng)； 射頻接收器(41)，其從所述射頻線圈組件(18)接收所生成的磁共振信號(hào)；以及 掃描器控制器(32)，其根據(jù)選定的磁共振序列來(lái)控制所述RF放大器(38)、所述路由器(60)以及所述旁路(40)。
12.—種用于磁共振的方法,包括 針對(duì)射頻(RF)放大器(38)的多個(gè)發(fā)送通道中的每個(gè)生成獨(dú)有的激勵(lì)信號(hào)； 利用至少一個(gè)RF線圈組件(18)的多個(gè)線圈元件(20)將所生成的激勵(lì)信號(hào)發(fā)送到檢查區(qū)域(14)中并接收來(lái)自所述檢查區(qū)域(14)的磁共振信號(hào)； 將所述RF放大器(38)經(jīng)由多個(gè)連接板(66)中的一個(gè)的收發(fā)器端口(68)連接到所述至少一個(gè)RF線圈組件(18)，每個(gè)收發(fā)器端口將至少一個(gè)導(dǎo)體(22、24)連接到個(gè)體發(fā)送通道；以及 將所生成的激勵(lì)信號(hào)經(jīng)由相應(yīng)發(fā)送通道(Tx)有選擇地路由到多個(gè)連接板(66)中的任一個(gè)的至少一個(gè)收發(fā)器端口(68)。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的方法，其中，每個(gè)線圈元件(20)具有至少一個(gè)導(dǎo)體(24)，所述至少一個(gè)導(dǎo)體工作在均勻電流共振模式中以生成一對(duì)正交B1磁場(chǎng)并接收在檢查區(qū)域(14)中的相應(yīng)共振頻率處的磁共振信號(hào)。
14.根據(jù)權(quán)利要求12所述的方法，其中，每個(gè)線圈元件(20)具有至少兩個(gè)導(dǎo)體(22、24)，所述至少兩個(gè)導(dǎo)體工作在不同的共振模式中以生成一對(duì)正交B1磁場(chǎng)并接收相應(yīng)共振頻率處的磁共振信號(hào)。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的方法，其中，每個(gè)元件(18)包括 (i)被調(diào)至正弦電流共振模式的正弦模式導(dǎo)體(22)，其生成指向平行于所述導(dǎo)體(22)的平面的第一 B1磁場(chǎng)；以及 (ii)被調(diào)至均勻電流共振模式的至少一個(gè)均勻模式導(dǎo)體(24)，其生成指向所述導(dǎo)體(24)的平面外的第二 B1磁場(chǎng)。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的方法，其中，每個(gè)線圈元件(20)包括一對(duì)環(huán)形、通常共平面的導(dǎo)體，在其中均勻模式導(dǎo)體(24)被布置為與正弦模式導(dǎo)體(22)同心。
17.根據(jù)權(quán)利要求15所述的方法，其中，每個(gè)元件(20)包括多個(gè)環(huán)形、通常共平面的導(dǎo)體，在其中至少兩個(gè)均勻模式導(dǎo)體(24)被正弦模式導(dǎo)體(22)圍繞。
18.根據(jù)權(quán)利要求14-16中的任一項(xiàng)所述的方法，其中 所述正弦模式導(dǎo)體(24)共享來(lái)自第一發(fā)送通道(Tx)的激勵(lì)信號(hào)，并且所述均勻模式導(dǎo)體共享來(lái)自第二發(fā)送通道(Tx)的激勵(lì)信號(hào)；或者 每個(gè)導(dǎo)體接收來(lái)自獨(dú)立發(fā)送通道(Tx)的激勵(lì)信號(hào)。
19.一種線圈元件(20)包括至少兩個(gè)導(dǎo)體(22、24)，所述至少兩個(gè)導(dǎo)體(22、24)工作在不同的共振模式中以生成一對(duì)正交B1磁場(chǎng)并接收在檢查區(qū)域(14)中的相應(yīng)共振頻率處的磁共振信號(hào)。
20.根據(jù)權(quán)利要求19所述的線圈元件(20)，其中，所述線圈元件(20)包括如下中的至少一項(xiàng)被調(diào)至正弦電流共振模式的正弦模式導(dǎo)體(22)，其生成指向平行于所述導(dǎo)體(22)的平面的第一 B1磁場(chǎng)，以及被調(diào)至均勻電流共振模式的至少一個(gè)均勻模式導(dǎo)體(24)，其生成指向所述導(dǎo)體(24)的平面外的第二 B1磁場(chǎng)； 包括一對(duì)環(huán)形、通常共平面的導(dǎo)體，在其中均勻模式導(dǎo)體(24)被布置為與正弦模式導(dǎo)體(22)同心； 多個(gè)環(huán)形、通常共平面的導(dǎo)體，在其中至少兩個(gè)均勻?qū)w(24)被布置為與正弦模式導(dǎo)體同心； 彼此鄰近的多個(gè)環(huán)形均勻模式導(dǎo)體(24)，其被環(huán)形正弦模式導(dǎo)體(22)圍繞；以及 彼此部分覆蓋的多個(gè)環(huán)形均勻模式導(dǎo)體(24)，其被環(huán)形正弦模式導(dǎo)體(22)圍繞。
全文摘要
路由器(60)，其用于與磁共振系統(tǒng)(10)一起使用，將由多通道射頻(RF)放大器生成的獨(dú)有的激勵(lì)信號(hào)通過(guò)發(fā)送線路(Tx)有選擇地路由到多個(gè)連接板(66)中的任一個(gè)，每個(gè)連接板(66)接收具有多個(gè)線圈元件(20)的至少一個(gè)RF線圈組件。每個(gè)連接板(66)包括收發(fā)器端口(68)，所述收發(fā)器端口(68)用于將所述線圈元件(20)的至少一個(gè)導(dǎo)體(22、24)連接到相應(yīng)收發(fā)器通道(T/R)。所述路由器(60)將由所述導(dǎo)體(22、24)從所述收發(fā)器通道(T/R)接收的磁共振信號(hào)有選擇地路由到多通道RF接收器(41)。線圈元件可以承載正弦模式電流或均勻電流。
文檔編號(hào)G01R33/36GK102985839SQ201180033852
公開(kāi)日2013年3月20日 申請(qǐng)日期2011年7月4日 優(yōu)先權(quán)日2010年7月8日
發(fā)明者M·A·莫里希, Z·翟, K·M·尼曼, E·Y·P·王, N·馬利克 申請(qǐng)人:皇家飛利浦電子股份有限公司