專利名稱：一種磁共振成像系統(tǒng)接收線圈回路及其失諧方法
技術領域：
本發(fā)明涉及接收線圈回路，尤其是磁共振成像系統(tǒng)中的接收線圈回路及其 失諧方法。
背景技術：
磁共振成像(Magnetic Resonance Imaging,以下簡稱MRI)，也稱為核磁共 振成像，是指利用核磁共振現(xiàn)象獲取物理內部結構信息的成像技術。MRI因其成 像參數(shù)多、分辨率高、可任意層面斷層以及可無損成像等顯著優(yōu)點，在醫(yī)療成 像領域得到了廣泛的應用。在MRI系統(tǒng)中，為了避免線圈間的影響以及保護病人，接收線圈在體線圈 發(fā)射信號過程中必須處于失諧狀態(tài)。在現(xiàn)有技術中，實現(xiàn)當接收線圈在體線圈 發(fā)射信號過程中處于失諧狀態(tài)的方法是在接收線圈中串入一個LC并聯(lián)諧振回 路，所述的LC回路在諧振時造成非常大的阻抗，使線圈處于近似的開路狀態(tài)。但是，現(xiàn)有技術還具有一定的不足，結合圖1說明如下，其中前置放大器 102的作用是將接收線圈101接收到的信號進行放大，然后輸出到接收系統(tǒng)中1) 在體積很小的接收線圈101 (比如頸動脈線圈)中，加入體積比較大的 失諧電路103，如圖l中的虛線方框所示，會在實際的操作中帶來很多不便；2) 失諧電路103需要很小的電容，會造成接收線圈101中電容分布不均勻， 影響場分布；例如在手腕表面線圈中，失諧電路103中的失諧電容C4為33皮 法，接收線圈101中的其他四個電容的值分別是CI為220皮法，C2為220皮法， C3為270皮法和C5為330皮法；3) 在需要接入去耦電路的情況下，接收線圈回路不能提供較方便的接入點。發(fā)明內容本發(fā)明所要解決的技術問題是為了提供一種磁共振成像系統(tǒng)接收線圈回路 及其失諧方法，得以方便地提供舒適的工作環(huán)境，提高磁共振成像系統(tǒng)接收線 圈回路場的分布性能。為解決上述技術問題，本發(fā)明首先提供一種磁共振成像系統(tǒng)接收線圈回路， 包括接收線圈及失諧回路，其中所述失諧回路包括一個串接于所述接收線圈中 的失諧電容、 一個第一電感和一個二極管，所述第一電感和所述二極管串聯(lián)連 接后與所述失諧電容并聯(lián)，其中，所述第一電感和所述二極管獨立于所述接收 線圈而設置于所述接收線圈的外部的電路板上。本發(fā)明所述接收線圈回路，可以進一步包括前置放大器、第一電容和第二 電容，所述第一電容與所述第二電容串聯(lián)連接后與所述二極管并聯(lián)，所述第二電容的另一端連接于所述放大器輸入端；用于通過調節(jié)所述第二電容使所述前 置放大器得到其最佳噪聲匹配點，并進而使得所述接收線圈得到最佳的信噪比。本發(fā)明所述接收線圈回路，可以更進一步包括一個第二電感，其一端連接 于所述第一電容與所述第二電容之間，另一端連接于所述放大器輸入端口；用 于與所述第一電容和所述第二電容進行配合，使所述前髯放大器匹配到其最佳 噪聲匹配點。本發(fā)明所述接收線圈回路，可以更進一步包括一個第三電感，與所述第一 電容并聯(lián)；用于對所述二極管提供直流電。本發(fā)明進而提供一種磁共振成像系統(tǒng)接收線圈失諧方法，包括在接收線 圈中串接一個失諧電容；及獨立于所述接收線圈而在其外部串接一個第一電感和一個二極管，并將串聯(lián)后的第一電感和二極管與所述失諧電容并聯(lián)連接；其 中，所述失諧電容、第一電感和二極管構成失諧回路，當二極管導通時，失諧 電容和第一電感構成并聯(lián)諧振，從而使所述接收線圈失諧。本發(fā)明所述接收線圈失諧方法中，可以將所述第一電感和所述二極管設置 于所述接收線圈外部的電路板上。本發(fā)明所述接收線圈失諧方法，可以進一步提供前置放大器、第一電容、 第二電容，所述第一電容與第二電容串聯(lián)連接后與所述二極管并聯(lián)，所述第二 電容連接于所述放大器輸入端；用于通過調節(jié)所述第二電容使所述前置放大器 得到其最佳噪聲匹配點，并進而使得所述接收線圈得到最佳的信噪比。本發(fā)明所述接收線圈失諧方法，可以更進一步提供一個第三電感，與所述第一電容并聯(lián)；用于對所述二極管提供直流電。本發(fā)明所述接收線圈失諧方法，可以更進一步提供一個第二電感，將其一 端連接于所述第一電容與第二電容之間，另一端連接于所述放大器輸入端口； 用于與所述第一電容和所述第二電容進行配合，使所述前置放大器匹配到其最 佳噪聲匹配點。與現(xiàn)有技術相比，采用本發(fā)明所述的磁共振成像系統(tǒng)接收線圈回路及其失 諧方法，具有以下特點1) 將失諧電路設置在接收線圈外部的電路板上，既可以節(jié)省空間又不妨礙 操作；2) 可以均勻地分布接收線圈中的電容，使場的分布更加均勻；3) 失諧回路中二極管和電感的連接點可以用于接入不同接收線圈單元之 間的去耦電路。
圖1是現(xiàn)有技術中接收線圈回路示意圖；圖2是本發(fā)明所述的接收線圈回路實施例示意圖。
具體實施方式
下面結合附圖和具體實施方式
對本發(fā)明作進一步詳細的描述。如圖2所示，整個失諧回路203位于接收線圈201的外部，包括一個串接 在接收線圈201中的失諧電容Cpl，以及一個第一電感Lsl和一個二極管Dl， 如圖2中的虛線橢圓所示。第一電感Lsl和二極管Dl獨立于接收線圈201，并 設置于接收線圈201外部的電路板上。第一電感Lsl和二極管Dl串聯(lián)連接后， 再與失諧電容Cpl并聯(lián)。當二極管D1導通時，失諧電容CPl和第一電感Lsl構 成并聯(lián)諧振，從而使整個接收線圈201處于不工作的失諧狀態(tài)。本發(fā)明的接收線圈回路中，還包括一個前置放大器202，以及在接收線圈 201與前置放大器202之間，連接有第一電容Cs和第二電容Cp2。第一電容Cs 和第二電容Cp2串聯(lián)連接后，與二極管D1并聯(lián)。在前置放大器202這一側，第 二電容Cp2連接在前置放大器202的輸入端。通過調節(jié)第二電容Cp2的電容值 來調節(jié)匹配狀態(tài)，使得前置放大器202的輸入阻抗匹配到其最佳噪聲匹配點， 并進而使得接收線圈201得到最佳的信噪比。第二電容Cp2可以是可調電容，或者是固定電容。如果第二電容Cp2是固 定電容，則在不同的應用環(huán)境下需要在電路板上根據(jù)具體需要更換不同容值的電^* o本發(fā)明的接收線圈回路中，還添加一個第二電感Ls2，其一端連接在第一電 容Cs和第二電容Cp2的連接點上，另一端連接在前置放大器202的輸入端口上。 這主要是考慮到在某些僅用第一電容Cs和第二電容Cp2無法使前置放大器202 得到所需要的相位時，通過添加的第二電感Ls2來配合迸行調節(jié)，就可以使前 置放大器202匹配到其最佳噪聲匹配點，并進而使得接收線圈201得到最佳的 信噪比。有時，在接收線圈201的尺寸比較大的情況下則有可能需要添加第二 電感Ls2。為了方便地使接收線圈201進入失諧狀態(tài)，本發(fā)明還通過一個第三電感Ls3， 在接收線圈201需要進入失諧狀態(tài)時對二極管D1提供直流電，讓其導通，使得 接收線圈201進入失諧狀態(tài)。第三電感Ls3與第一電容Cs并聯(lián)連接，其一端接 在第一電感Lsl和二極管Dl的連接點上，另一端接在第一電容Cs和第二電容 Cp2的連接點上。在接收線圈201處于失諧狀態(tài)時，失諧電容Cpl只需要取一個較小值的固 定電容，如果接收線圈201的等效阻抗為Z,，那么從二極管D1的右側部分的阻<formula>formula see original document page 7</formula> (式l)此時，需要使阻抗Z,。盡可能的大，以此來降低第一電感Lsl的損耗對信噪比的 影響。例如在1.5T的系統(tǒng)中，當接收線圈201的等效電阻為5歐姆，等效感抗 為88歐姆，失諧電容Cpl二22皮法時，圖2中的第一電感Ls^284.64納亨，第 一電容Cs二5. 34皮法，第二電容Cp230.93皮法，第二電感Ls2=139. 2納亨。 此時，通過計算從接收線圈201到放大器輸入端202的傳輸系數(shù)得到的信噪比為O. 975。本發(fā)明所述的接收線圈回路，由于將含有較小容值電容的失諧回路203獨 立設置在接收線圈201外部的電路板上，所以可以通過均勻地分布接收線圈201 中容值差別不大的電容，從而使場的分布更加均勻。而不似現(xiàn)有技術接收線圈 回路中失諧電容C4的容值與其他幾個電容的電容值差距較大，影響場的分布。另外，本發(fā)明所述失諧回路中的二極管Dl和第一電感Lsl的連接點，可以 用于接入去耦電路來消除接收線圈201不同單元之間的相互影響。本發(fā)明中所 說的接收線圈201包括兩種， 一種是只有一個單元的線圈，另外一種就是包含 不止一個單元的陣列線圈。針對陣列線圈這種情況，發(fā)明中的接收線圈回路應 用于每個線圈單元。所有的陣列線圈都是由多個單元組成的，在工作時同一個 陣列線圈的不同單元之間會存在耦合，進而影響成像結果。在現(xiàn)有技術中，去 耦電路并不方便添加，但采用本發(fā)明所述的接收線圈回路，可以很方便地從二 極管Dl和第一電感Lsl的連接點處接入相應的去耦電路。本發(fā)明進而提供了一種磁共振成像系統(tǒng)接收線圈的失諧方法，在如圖2所 示的接收線圈201中串接一個失諧電容Cpl，在接收線圈201的外部獨立于接收 線圈201的電路板上串聯(lián)連接一個第一電感Lsl和一個二極管Dl，并將串聯(lián)連 接的第一電感Lsl和二極管Dl與失諧電容Cpl并聯(lián)連接。失諧電容Cpl、第一 電感Lsl和二極管Dl構成失諧回路203。當二極管Dl導通時，失諧電容Cpl和 第一電感Lsl構成并聯(lián)諧振，從而使得整個接收線圈201處于不工作的失諧狀 態(tài)。在此基礎上，本發(fā)明方法通過改善接收線圈201中的電容分布來提高接收 線圈回路的性能。第一電容Cs與第二電容Cp2串聯(lián)連接后，與二極管D1并聯(lián)。 在前置放大器202這一側，第二電容Cp2連接在放大器202輸入端。通過調節(jié)第二電容Cp2的電容值來調節(jié)匹配狀態(tài)，使得前置放大器202的輸入阻抗匹配 到其最佳噪聲匹配點。本發(fā)明方法還通過接入第二電感Ls2，來配合第一電容Cs和第二電容Cp2 的調節(jié)，使前置放大器202得到所需要的相位，匹配到其最佳噪聲匹配點。第 二電感Ls2的一端連接在第一電容Cs和第二電容Cp2的連接點上，另一端連接 在前置放大器202的輸入端口上。在某些僅使用第一電容Cs和第二電容Cp2無 法使前置放大器202得到所需要的相位時，通過添加的第二電感Ls2來配合調節(jié)第一電容Cs和第二電容Cp2，就可以使前置放大器202匹配到其最佳噪聲匹 配點，并進而使得接收線圈201得到最佳的信噪比。有時，在接收線圈201的 尺寸比較大的情況下則有可能需要添加第二電感Ls2。為了方便地使接收線圈201進入失諧狀態(tài)，本發(fā)明方法還通過接入一個第 三電感Ls3來為二極管Dl提供進入失諧狀態(tài)的直流電。在需要進入失諧狀態(tài)時， 前置放大器202通過第二電感Ls2和第三電感Ls3，將直流電輸出到二極管Dl 上讓其導通，使得接收線圈201其進入失諧狀態(tài)。第三電感Ls3與第一電容Cs 并聯(lián)連接， 一端接在第一電感Lsl和二極管Dl的連接點上，另一端接在第一電 容Cs和第二電容Cp2的連接點上。
權利要求
1. 一種磁共振成像系統(tǒng)接收線圈回路，包括接收線圈(201)及失諧回路(203)，其中所述失諧回路(203)包括一個串接于所述接收線圈(201)中的失諧電容(Cp1)、一個第一電感(Ls1)和一個二極管(D1)，所述第一電感(Ls1)和所述二極管(D1)串聯(lián)連接后與所述失諧電容(Cp1)并聯(lián)，其特征在于，所述第一電感(Ls1)和所述二極管(D1)獨立于所述接收線圈(201)而設置于所述接收線圈(201)的外部。
2、 如權利要求l所述的磁共振成像系統(tǒng)接收線圈回路，其特征在于，所述 第一電感(Lsl)和所述二極管(Dl)設置于所述接收線圈(201)外部的電路 板上。
3、 如權利要求l所述的磁共振成像系統(tǒng)接收線圈回路，進一步包括前置放 大器(202)、第一電容(Cs)和第二電容(Cp2)，所述第一電容(Cs)與所 述第二電容(Cp2)串聯(lián)連接后與所述二極管(Dl)并聯(lián)，所述第二電容(Cp2) 的另一端連接于所述放大器(202)輸入端；用于通過調節(jié)所述第二電容(Cp2) 使所述前置放大器(202)得到其最佳噪聲匹配點，并進而使得所述接收線圈(201)得到最佳的信噪比。
4、 如權利要求3所述的磁共振成像系統(tǒng)接收線圈回路，進一步包括一個第 二電感(Ls2)，其一端連接于所述第一電容(Cs)與所述第二電容(Cp2)之 間，另一端連接于所述放大器(202)輸入端口；用于與所述第一電容(Cs)和 所述第二電容(Cp2)進行配合，使所述前置放大器(202)匹配到其最佳噪聲 匹配點。
5、 如權利要求3所述的磁共振成像系統(tǒng)接收線圈回路，進一步包括一個第 三電感(Ls3)，與所述第一電容(Cs)并聯(lián)；用于對所述二極管(Dl)提供直 流電。
6、 一種磁共振成像系統(tǒng)接收線圈失諧方法，其特征在于，包括在接收線圈(201)中串接一個失諧電容(Cpl);及 獨立于所述接收線圈(201)而在其外部串接一個第一電感(Lsl)和一個二極管(Dl)，并將串聯(lián)后的第一電感(Lsl)和二極管(Dl)與所述失諧電容(Cpl)并聯(lián)連接；其中，所述失諧電容(Cpl)、第一電感(Lsl)和二極管(Dl)構成失諧 回路(203)，當二極管(Dl)導通時，失諧電容(Cpl)和第一電感(Lsl)構 成并聯(lián)諧振，從而使所述接收線圈(201)失諧。
7、 如權利要求6所述的方法，其特征在于，所述第一電感(Lsl)和二極 管(Dl)被設置于所述接收線圈(201)外部的電路板上。
8、 如權利要求6所述的方法，進一步提供前置放大器(202)、第一電容 (Cs)和第二電容(Cp2)，所述第一電容(Cs)與第二電容(Cp2)串聯(lián)連接后與所述二極管(Dl)并聯(lián)，所述第二電容(Cp2)連接于所述放大器(202) 輸入端；用于通過調節(jié)所述第二電容(Cp2)使所述前置放大器(202)得到其 最佳噪聲匹配點，并進而使得所述接收線圈(201)得到最佳的信噪比。
9、 如權利要求8所述的方法，進一步提供一個第二電感(Ls2)，將其一 端連接于所述第一電容(Cs)與第二電容(Cp2)之間，另一端連接于所述放大 器(202)輸入端口；用于與所述第一電容(Cs)和所述第二電容(Cp2)進行 配合，使所述前置放大器(202)匹配到其最佳噪聲匹配點。
10、 如權利要求8所述的方法，進一步提供一個第三電感(Ls3)，與所述 第一電容(Cs)并聯(lián)；用于對所述二極管(Dl)提供直流電。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種磁共振成像系統(tǒng)接收線圈回路及其失諧方法。所述接收線圈回路包括接收線圈及失諧回路，其中失諧回路包括串接于所述接收線圈中的失諧電容、第一電感和二極管，第一電感和二極管串聯(lián)連接后與失諧電容并聯(lián)，第一電感和二極管獨立于接收線圈而設置于接收線圈的外部；接收線圈失諧方法，包括在接收線圈中串接失諧電容，及獨立于接收線圈而在其外部串接第一電感和二極管，并將串聯(lián)后的第一電感和二極管與失諧電容并聯(lián)連接；所述失諧電容、第一電感和二極管構成失諧回路，當二極管導通時，失諧電容和第一電感構成并聯(lián)諧振，從而使接收線圈失諧。本發(fā)明的的優(yōu)點是節(jié)省了空間且不妨礙操作，提高了接收線圈回路場的分布性能。
文檔編號A61B5/055GK101256222SQ20071006409
公開日2008年9月3日 申請日期2007年2月28日 優(yōu)先權日2007年2月28日
發(fā)明者朱華彬, 李建中, 汪堅敏, 王海寧 申請人:西門子(中國)有限公司