[發明專利]射頻線圈陣列及磁共振成像發射陣列

有效

• 申請號: 201710177525.6
• 申請日: 2017-03-23
• 公開（公告）號: CN108627783B
• 公開（公告）日: 2022-01-14
• 發明（設計）人: 宋婷婷;德斯蒙德泰克崩·楊;胡國蕐;蔣鑫
• 申請（專利權）人: 通用電氣公司
• 主分類號: G01R33/34
• 分類號: G01R33/34;G01R33/341;G01R33/48;A61B5/055
• 代理公司: 上海專利商標事務所有限公司 31100
• 代理人: 侯穎媖

本發明公開一種應用于磁共振成像中的射頻線圈陣列，其包括多個發射線圈單元及多個射頻功率放大器。每一個射頻功率放大器與至少一個發射線圈單元相集成以驅動至少一個發射線圈單元。本發明還公開了一種磁共振成像發射陣列，其包括用于生成多個射頻信號的多個射頻發射器、上述的射頻線圈陣列以及用于向多個發射線圈單元提供直流電壓的直流電壓源。射頻線圈陣列還包括射頻屏蔽裝置，其用于屏蔽多個發射線圈單元與磁體低溫恒溫器和梯度線圈單元的相互作用。多個射頻功率放大器與各自的射頻發射器連接并且被配置用于將來自各自的射頻發射器的射頻信號進行功率放大，并且多個發射線圈單元被配置用于發射各自的放大后的射頻信號。

技術領域

本發明大體涉及磁共振成像(Magnetic Resonance Imaging，MRI)領域，尤其涉及一種應用于MRI中的射頻(Radio Frequency，RF)線圈陣列以及具有該RF線圈陣列的MRI發射陣列。

背景技術

利用磁場和核自旋之間的相互作用以形成二維(2D)或三維(3D)圖像的MRI方法得到了廣泛使用，特別是在醫學診斷的領域中，因為這種方法除了不需要電離輻射并且主要是非侵入性的之外，其還具有優越的軟組織圖像對比度以及在很多方面優于其它成像方法的顯示不同生理特征的廣泛能力。

通常，在MRI系統中，當諸如患者或人體組織的檢查對象遭受強且均勻的主磁場(極化場B₀)時，組織中自旋的各個磁矩試圖與該極化場對齊，但在它們的特征拉莫爾(Larmor)頻率下以隨機順序圍繞它進動。如果物質或組織遭受沿x-y平面方向施加的且在拉莫爾進動頻率下或接近拉莫爾進動頻率的時變磁場(激勵場B₁)，則凈對齊矩或者“縱向磁化”M_z可能旋轉或“翻轉”到x-y平面中以產生凈橫向磁矩M_xy。在激勵信號(B₁場)終止后通過受激勵的自旋發射信號，并且可以接收和處理該信號以形成圖像。

當利用這些信號以產生圖像時，采用磁場梯度(G_x、G_y和G_z)。通常，通過測量周期的序列來掃描待成像的區域，其中這些梯度依照正在使用的具體定位方法而改變。數字化并處理接收到的MR信號的結果集，從而使用眾多公知重構技術中的一種來重構圖像。

在施加時變場(激勵場B₁)期間的翻轉角是凈對齊矩或“縱向磁化”M_z可能旋轉或“翻轉”到x-y平面中以產生凈橫向磁矩M_xy的角度，從而得到的橫向磁化是翻轉角θ的函數，

M_xy＝M_zsinθ (1)

翻轉角的大小取決于施加的射頻激勵脈沖的強度和持續時間。在所謂的90°脈沖的情況下，自旋從z軸偏轉到橫向平面(翻轉角90°)。

在MRI中，施加的時變射頻激勵場具有特定的圓極化并且被稱為場。類似地，用于檢測來自進動的橫向磁化的信號的射頻線圈產生B₁場，由于它具有與激勵場相反的圓極化，因此被稱為場。在本申請中為了簡化起見，當我們提及MR激勵過程時，對B₁場的引用默認為激勵場。

眾所周知，射頻線圈既可以影響射頻激勵也可以檢測來自進動的橫向磁化的信號(信號接收)。用于影響射頻激勵的射頻線圈的B₁場的分量是場分量，而用于檢測來自進動的橫向磁化的信號的射頻線圈的分量是場分量。

從上述MR原理，檢查對象中的時變B₁場的空間均勻性對于成像質量非常重要。在高場系統中，由麥克斯韋(Maxwell)方程組所確定的，B₁場的分布由檢查對象的電介質常數和電導率而變形。參考現有的射頻線圈，例如，鳥籠線圈，其中通過將統一電流通過鳥籠線圈的所有單元或環箍(rung)施加來確定B₁場的分布，因此所得的B₁場如下：