一種磁共振成像系統(tǒng)射頻線圈的調(diào)諧裝置及方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本申請(qǐng)涉及醫(yī)療設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種磁共振成像系統(tǒng)射頻線圈的調(diào)諧裝置及方法。
【背景技術(shù)】
[0002]射頻線圈是磁共振成像系統(tǒng)的關(guān)鍵部件之一，負(fù)責(zé)射頻信號(hào)的發(fā)射和磁共振信號(hào)的接收，決定著整個(gè)影像設(shè)備的成像質(zhì)量。磁共振成像系統(tǒng)的射頻線圈按功能可分為發(fā)射線圈和接收線圈。發(fā)射線圈通常為收發(fā)一體的射頻線圈，既執(zhí)行射頻信號(hào)的發(fā)射功能又執(zhí)行磁共振信號(hào)的接收功能，而接收線圈僅執(zhí)行磁共振信號(hào)的接收功能。
[0003]在磁共振成像系統(tǒng)中，不僅要求射頻發(fā)射線圈的阻抗必須與連接射頻發(fā)射線圈與射頻放大器之間的射頻傳輸線阻抗相匹配，而且要求射頻線圈的本征頻率與系統(tǒng)的磁場(chǎng)強(qiáng)度相對(duì)應(yīng)，使得磁共振成像(Magnetic Resonance Imaging，簡稱為MRI)設(shè)備的射頻線圈諧振在氫質(zhì)子共振頻率，實(shí)現(xiàn)磁共振信號(hào)的激勵(lì)和磁共振最大信號(hào)的接收。如果不能很好地實(shí)現(xiàn)射頻線圈的本征頻率與系統(tǒng)的磁場(chǎng)強(qiáng)度相對(duì)應(yīng)，射頻線圈的品質(zhì)因數(shù)Q值會(huì)降低，會(huì)造成磁共振成像系統(tǒng)的圖像信噪比的下降。在通常情況下，通過專用水模體或標(biāo)準(zhǔn)身材受試者的反復(fù)掃描測(cè)試，離線調(diào)整線圈的本證頻率F與磁場(chǎng)強(qiáng)度B0相對(duì)應(yīng)，亦即F = uBO，u = 42.5764MHz/T0對(duì)于1.5T磁共振成像系統(tǒng)，射頻線圈的本證頻率被調(diào)整為63.86MHz。
[0004]但是當(dāng)不同身材大小的受試者被患者床移入磁體腔內(nèi)，或同一受試者在磁體內(nèi)的位置發(fā)生改變時(shí)，都會(huì)引起電容效應(yīng)。這種電容效應(yīng)，不僅會(huì)改變射頻發(fā)射線圈的阻抗，而且也會(huì)改變接收線圈的本證頻率，使得接收線圈的工作頻率與磁場(chǎng)強(qiáng)度不匹配，射頻線圈工作頻率減小和品質(zhì)因數(shù)下降，導(dǎo)致圖像信噪比降低。為了保證本證頻率與磁場(chǎng)強(qiáng)度相匹配，實(shí)現(xiàn)最佳的圖像信噪比，在受試者正式掃描之前，必須對(duì)射頻線圈進(jìn)行調(diào)諧處理。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]有鑒于此，本申請(qǐng)?zhí)峁┮环N磁共振成像系統(tǒng)射頻線圈的調(diào)諧裝置及方法，可以快速地實(shí)現(xiàn)磁共振成像線圈的調(diào)諧。
[0006]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本申請(qǐng)?zhí)峁┘夹g(shù)方案如下:
[0007]根據(jù)本申請(qǐng)實(shí)施例的第一方面，提出了一種磁共振成像系統(tǒng)射頻線圈的調(diào)諧裝置，包括:
[0008]所述射頻接收線圈，用于在射頻接收狀態(tài)期間接收磁共振信號(hào)；所述射頻接收線圈包括多個(gè)線圈單元，所述多個(gè)線圈單元中的每一個(gè)線圈單元均包括可變?nèi)菘蛊骱蜕漕l阻塞器，可變?nèi)菘蛊鞔胨雒恳粋€(gè)線圈單元中的諧振回路，所述譜儀輸入給所述每一個(gè)線圈單元的線圈調(diào)諧電平經(jīng)過所述射頻阻塞器施加給所述可變?nèi)菘蛊?，以調(diào)整所述諧振回路的電容量，實(shí)現(xiàn)所述每一個(gè)線圈單元的本證頻率的改變；
[0009]所述譜儀，用于接收所述射頻接收線圈中的每一個(gè)線圈單元由于磁共振產(chǎn)生的自由感應(yīng)衰減信號(hào)，基于調(diào)諧評(píng)價(jià)函數(shù)的迭代遍歷找到自由感應(yīng)衰減信號(hào)的最大值，將所述最大值對(duì)應(yīng)的調(diào)諧電平施加到所述諧振回路中的所述可變?nèi)菘蛊鞯膬啥恕?br>[0010]根據(jù)本申請(qǐng)實(shí)施例的第二方面，提出了一種磁共振成像系統(tǒng)射頻線圈的調(diào)諧方法，包括:
[0011]在射頻接收狀態(tài)期間通過射頻接收線接收磁共振信號(hào)，其中，所述射頻接收線圈包括多個(gè)線圈單元，所述多個(gè)線圈單元中的每一個(gè)線圈單元均包括可變?nèi)菘蛊骱蜕漕l阻塞器，可變?nèi)菘蛊鞔胨雒恳粋€(gè)線圈單元中的諧振回路，所述譜儀輸入給每一個(gè)線圈單元的線圈調(diào)諧電平經(jīng)過所述射頻阻塞器施加給所述可變?nèi)菘蛊?，以調(diào)整所述諧振回路的電容量，實(shí)現(xiàn)所述每一個(gè)線圈單元的本證頻率的改變；
[0012]通過譜儀接收所述射頻接收線圈中的每一個(gè)線圈單元由于磁共振產(chǎn)生的自由感應(yīng)衰減信號(hào)，基于調(diào)諧評(píng)價(jià)函數(shù)的迭代遍歷找到自由感應(yīng)衰減信號(hào)的最大值，將所述最大值對(duì)應(yīng)的調(diào)諧電平施加到所述諧振回路中的所述可變?nèi)菘蛊鞯膬啥恕?br>[0013]由以上技術(shù)方案可見，本申請(qǐng)通過檢測(cè)射頻接收線圈獲得的自由感應(yīng)衰減信號(hào)來調(diào)節(jié)譜儀向線圈單元的諧振回路輸出的調(diào)諧電平，該調(diào)諧電平反向施加到每一個(gè)線圈單元的諧振回路中的可變?nèi)菘蛊鞯膬啥?，用以改變可變?nèi)菘蛊鞯亩穗妷?，根?jù)可變?nèi)菘蛊鞯慕Y(jié)電容隨可變?nèi)菘蛊魉皇┘拥亩穗妷旱淖兓兓奶匦?，進(jìn)而改變可變?nèi)菘蛊鞯慕Y(jié)電容，從而改變每一個(gè)線圈單元的諧振回路的本證頻率，達(dá)到射頻接收線圈的本證頻率與主磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度相對(duì)應(yīng)，實(shí)現(xiàn)射頻線圈的頻率調(diào)諧。
【附圖說明】
[0014]圖1示出了根據(jù)本申請(qǐng)的一示例性實(shí)施例的磁共振成像系統(tǒng)射頻線圈的調(diào)諧裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0015]圖2A示出了根據(jù)本申請(qǐng)的一示例性實(shí)施例的端電壓Ud與的電平Vt的關(guān)系示意圖；
[0016]圖2B示出了根據(jù)本申請(qǐng)的一示例性實(shí)施例的電平Vt與結(jié)電容Ct的關(guān)系示意圖；
[0017]圖2C示出了根據(jù)本申請(qǐng)的一示例性實(shí)施例的結(jié)電容Ct與線圈本證頻率F的關(guān)系示意圖；
[0018]圖3示出了根據(jù)本申請(qǐng)的一示例性實(shí)施例示出的射頻線圈調(diào)諧評(píng)價(jià)函數(shù)的曲線示意圖；
[0019]圖4示出了根據(jù)本申請(qǐng)的一示例性實(shí)施例的磁共振成像系統(tǒng)射頻線圈的調(diào)諧方法的流程示意圖；
[0020]圖5示出了根據(jù)本申請(qǐng)的再一示例性實(shí)施例的磁共振成像系統(tǒng)射頻線圈的調(diào)諧方法的流程示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0021]這里將詳細(xì)地對(duì)示例性實(shí)施例進(jìn)行說明，其示例表示在附圖中。下面的描述涉及附圖時(shí)，除非另有表示，不同附圖中的相同數(shù)字表示相同或相似的要素。以下示例性實(shí)施例中所描述的實(shí)施方式并不代表與本申請(qǐng)相一致的所有實(shí)施方式。相反，它們僅是與如所附權(quán)利要求書中所詳述的、本申請(qǐng)的一些方面相一致的裝置和方法的例子。
[0022]在本申請(qǐng)使用的術(shù)語是僅僅出于描述特定實(shí)施例的目的，而非旨在限制本申請(qǐng)。在本申請(qǐng)和所附權(quán)利要求書中所使用的單數(shù)形式的“一種”、“所述”和“該”也旨在包括多數(shù)形式，除非上下文清楚地表示其他含義。還應(yīng)當(dāng)理解，本文中使用的術(shù)語“和/或”是指并包含一個(gè)或多個(gè)相關(guān)聯(lián)的列出項(xiàng)目的任何或所有可能組合。
[0023]應(yīng)當(dāng)理解，盡管在本申請(qǐng)可能采用術(shù)語第一、第二、第三等來描述各種信息，但這些信息不應(yīng)限于這些術(shù)語。這些術(shù)語僅用來將同一類型的信息彼此區(qū)分開。例如，在不脫離本申請(qǐng)范圍的情況下，第一信息也可以被稱為第二信息，類似地，第二信息也可以被稱為第一信息。取決于語境，如在此所使用的詞語“如果”可以被解釋成為“在……時(shí)”或“當(dāng)……時(shí)”或“響應(yīng)于確定”。
[0024]圖1示出了根據(jù)本申請(qǐng)的一示例性實(shí)施例的磁共振成像系統(tǒng)射頻線圈的調(diào)諧裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；如圖1所示，磁共振成像系統(tǒng)射頻線圈的調(diào)諧包括:譜儀11和射頻接收線圈12 ;其中，射頻接收線圈12，用于在射頻接收狀態(tài)期間接收磁共振信號(hào)；射頻接收線圈12包括多個(gè)線圈單元(圖1中所示的線圈單元1、…、線圈單元n，n為正整數(shù))，多個(gè)線圈單元中的每一個(gè)線圈單元均包括可變?nèi)菘蛊骱蜕漕l阻塞器，可變?nèi)菘蛊鞔朊恳粋€(gè)線圈單元中的諧振回路。在一實(shí)施例中，可變?nèi)菘蛊骺蛇x用電容可控的部件，例如，可變?nèi)菘蛊鞑捎脠D1所示的可變電容二極管實(shí)現(xiàn)，用D表示。譜儀輸入給每一個(gè)線圈單元的線圈調(diào)諧電平經(jīng)過射頻阻塞器施加給可變?nèi)菘蛊?，以調(diào)整諧振回路的電容量，實(shí)現(xiàn)每一個(gè)線圈單元的本證頻率的改變；
[0025]譜儀11，用于接收射頻接收線圈12中的每一個(gè)線圈單元由于磁共振產(chǎn)生的自由感應(yīng)衰減信號(hào)，通過執(zhí)行基于調(diào)諧評(píng)價(jià)函數(shù)的迭代遍歷的工作流程(算法)找到自由感應(yīng)衰減信號(hào)的最大值，將最大值對(duì)應(yīng)的調(diào)諧電平施加到諧振回路中的可變?nèi)菘蛊鞯膬啥恕?br>[0026]由上述描述可知，本申請(qǐng)實(shí)施例通過檢測(cè)射頻接收線圈獲得的自由感應(yīng)衰減信號(hào)來調(diào)節(jié)譜儀向線圈單元的諧振回路輸出的調(diào)諧電平，該調(diào)諧電平反向施加到每一個(gè)線圈單元的諧振回路中的可變?nèi)菘蛊鞯膬啥?，用以改變可變?nèi)菘蛊鞯亩穗妷海鶕?jù)可變?nèi)菘蛊鞯慕Y(jié)電容隨可變?nèi)菘蛊魉皇┘拥亩穗妷旱脑黾佣鴾p小的特性，進(jìn)而改變可變?nèi)菘蛊鞯慕Y(jié)電容，從而改變每一個(gè)線圈單元的諧振回路的本證頻率，達(dá)到射頻接收線圈的本證頻率與主磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度相對(duì)應(yīng)，實(shí)現(xiàn)射頻線圈的頻率調(diào)諧。
[0027]在一實(shí)施例中，在實(shí)際設(shè)計(jì)中，可以選用結(jié)電容隨所加反向端電壓的變化具有較大變化區(qū)間的可變?nèi)菘蛊?，本?shí)施例中針對(duì)射頻接收線圈12，采用具有0.18-22pF結(jié)電容變化區(qū)間的可變?nèi)菘蛊?，該可變?nèi)菘蛊鞣聪虼?lián)到射頻接收線圈的串聯(lián)諧振電路中，譜儀輸出的調(diào)諧電平經(jīng)過射頻阻塞器，施加到可變?nèi)菘蛊鞯膬啥耍纬缮漕l線圈調(diào)諧網(wǎng)絡(luò)。