專利名稱：退化的籠式線圈和發(fā)射/接收裝置及方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及磁共振成像(MRI)技術(shù)。該技術(shù)特別適合與孔型MRI掃描機(jī)相結(jié)合應(yīng)用，并將特別參考孔型MRI掃描機(jī)進(jìn)行描述。然而，應(yīng)被理解，本發(fā)明也可用于其它類似應(yīng)用和其它類型的MRI掃描機(jī)。
通常，在MRI中，基本均勻的、時(shí)間恒定的主磁場B0建立在一個(gè)檢查區(qū)域中，被成像對象被置于該區(qū)域中。通過磁共振射頻激勵(lì)和操作，該對象體內(nèi)被選定的磁偶極子(通過RF脈沖)被傾斜到橫切該主磁場區(qū)域的一個(gè)平面內(nèi)，從而可以進(jìn)動和共振，在不受磁共振射頻激勵(lì)和操作的情況下，這些磁偶極子與主磁場對準(zhǔn)。然后，該共振偶極子可以衰減或者根據(jù)該主磁場重新排列以引起磁共振(MR)回波或MR信號。組成該MR信號的各種回波通過該主磁場中建立的磁場梯度被編碼。來自該MRI掃描機(jī)或裝置的原始數(shù)據(jù)被收集到一個(gè)通常稱為K空間的矩陣中。一般地，每個(gè)回波被多次采樣來生成K空間中的數(shù)據(jù)線或一行數(shù)據(jù)點(diǎn)。最后，應(yīng)用傅立葉反變換或者其它已知的變換，從該K空間數(shù)據(jù)重建該對象的圖像表達(dá)。
通常，當(dāng)對相對較大區(qū)域(例如軀干)成像時(shí)，在RF發(fā)射和接收模式中應(yīng)用了整個(gè)身體的射頻線圈。區(qū)別在于，當(dāng)對頭部、頸部、肩部或者其它相對較小區(qū)域成像時(shí)，通常局部線圈結(jié)合整個(gè)身體的發(fā)射線圈被用作RF接收線圈。應(yīng)用局部線圈的一個(gè)原因是將該局部線圈靠近被成像區(qū)域改善了信噪比和分辨率。
在一些過程中將局部線圈用作RF發(fā)射也是有益的。一個(gè)好處是，和來自人體線圈的RF相比，在RF發(fā)射過程中應(yīng)用局部線圈可以減少吸收比(SAR)和體內(nèi)伴隨產(chǎn)生的熱量的影響。
MRI掃描機(jī)中應(yīng)用的一種局部線圈被稱為“鳥籠”線圈。用于接收MR信號的所謂鳥籠RF線圈是公知的。例如，參見美國專利第4680548號。通常，鳥籠線圈是圓柱形并且包含由偶數(shù)個(gè)棒或者軸向?qū)w連接的兩個(gè)導(dǎo)電端回路或環(huán)，該棒或軸向?qū)w將兩端環(huán)分為兩個(gè)定義在二者之間的弧或者段。這種結(jié)構(gòu)使得這種RF線圈具有鳥籠的形狀。相應(yīng)地，“鳥籠”一詞通常是指這種幾何形狀。
這種鳥籠線圈通常具有許多不同的共振頻率。每個(gè)共振頻率與不同的共振模式有關(guān)。通常，該鳥籠線圈在選定的共振模式下運(yùn)行，以在該線圈內(nèi)部得到(i)盡可能均勻的場分布(在用作發(fā)射器線圈的情況下)；和/或，(ii)位置無關(guān)的恒定靈敏度(在作為接收線圈的情況下)。靈敏度的位置無關(guān)是有利的，特別是在與該線圈軸正交的平面內(nèi)，因?yàn)樗鼮榻邮盏降膩碜訫R信號的圖像的重建提供了便利。
參見圖2，描述了鳥籠線圈的電學(xué)特征，圖2示出了各種共振頻率(縱坐標(biāo))和共振模式(橫坐標(biāo))。原理上，鳥籠線圈可以被看作是具有多個(gè)共振模式或共振頻率，這些共振模式或共振頻率的個(gè)數(shù)等于將端環(huán)連接在一起的引腳或軸向?qū)w數(shù)量的一半。因此，具有八個(gè)引腳的鳥籠有四個(gè)不同共振頻率和四種不同的共振模式(具有不同的場分布或不同的位置相關(guān)的靈敏度)。與該線圈的給定比例有關(guān)的共振頻率和共振模式由虛線曲線相互連接。假設(shè)建造了一個(gè)八個(gè)引腳的鳥籠，不同鳥籠線圈類型可以區(qū)分如下a)低通類型特征在于該端環(huán)沒有電容，從而僅有該環(huán)的單個(gè)弧或段的局部分布的電感是激活的。有四種不同的共振頻率，最低共振頻率與發(fā)生在該線圈包圍的區(qū)域內(nèi)的均勻場分布或靈敏度的共振模式有關(guān)，因此，推薦使用這種模式。處于更高共振頻率的其它共振模式的場分布不太適合，因此通常沒有應(yīng)用。這一類型線圈的曲線參見圖2中的LP。
b)當(dāng)僅在端回路中有電容時(shí)就形成了高通類型，而引腳不包含電容并由連續(xù)導(dǎo)體組成從而只有單個(gè)引腳的局部分布的電感是激活的。這種類型也有帶有四種共振模式的四種共振頻率，然而，優(yōu)選共振模式位于最高頻率。這一類型線圈的曲線參見圖2中的HP。
c)帶通類型在兩個(gè)端環(huán)和軸向引腳中都有電容。如美國專利第4680548中所述，例如，“高通”和“低通”特性可以被賦予這種帶通類型，取決于該引腳或該端環(huán)中的電容是否表現(xiàn)出電感(各自的另外一部分表現(xiàn)的特性是電容)。
上述具有低通特性的帶通類型的曲線參見圖2中的BP1，優(yōu)選共振模式(具有局部均勻靈敏度)位于最低共振頻率。具有高通特性的帶通類型的曲線參見圖2中的BPh，優(yōu)選共振模式位于最高共振頻率。
也有具有優(yōu)于這種鳥籠線圈的信噪比的線圈陣列(也被稱為相控陣線圈，通常由多個(gè)重疊的平面子線圈組成)。因此，這種線圈被用于在鳥籠幾何形狀中獲得與線圈陣列有關(guān)的優(yōu)點(diǎn)。
例如，美國專利第6043658號(第’658號專利)介紹了一種帶通類型的鳥籠線圈，在該軸向引腳和兩個(gè)端環(huán)中都包含電容。然而，這些電容是均衡的從而沒有出現(xiàn)高通或低通特性，而是尋求圖2中曲線BPd所示的特性，其中所有共振模式都出現(xiàn)或者基本收斂于同一頻率。在Troop召開的醫(yī)學(xué)磁共振學(xué)會第11屆年會論文集(1992)的論文“混合鳥籠諧振器”中，這一特性被稱為“退化”。因此，具有向共同頻率(名義上被稱為該線圈的退化頻率)收斂的共振頻率的帶通類型鳥籠線圈被稱為退化的鳥籠線圈。
該’658號專利認(rèn)為，通過適當(dāng)選擇兩個(gè)端環(huán)和互連的軸向引腳中的電容從而使其適當(dāng)均衡，具有給定比例或尺寸的帶通類型鳥籠線圈的其它的多個(gè)共振頻率可以退化到單個(gè)共振頻率。在這一退化的共振頻率，組成鳥籠的單個(gè)相鄰的網(wǎng)格被相互解耦。由于這一解耦，這些網(wǎng)格可以有效運(yùn)行或者作為一個(gè)線圈陣列被操作，并且從單個(gè)網(wǎng)格接收到的MRI信號可以按照相似方式被獨(dú)立處理。注意，單個(gè)網(wǎng)格是指兩個(gè)相鄰的軸向引腳或者導(dǎo)體和位于它們之間的兩個(gè)端環(huán)或回路的圓弧或部分。
優(yōu)選地，根據(jù)第’658號專利所述，可以從各自單個(gè)網(wǎng)格接收到的單個(gè)MR信號重建公共圖像，其中該公共圖像具有相對較高的信噪比，尤其是在該線圈中靠近這些網(wǎng)格的區(qū)域處。換句話說，單個(gè)網(wǎng)格具有位置相關(guān)的靈敏性，即，來自臨近該網(wǎng)格區(qū)域的信號具有相對較高的靈敏度，來自更遠(yuǎn)區(qū)域的信號具有相對較低的靈敏性。例如，當(dāng)從單個(gè)網(wǎng)格接收到的單個(gè)MR信號形成總體圖像時(shí)，與其它的傳統(tǒng)方式操作的鳥籠線圈相比，在外部區(qū)域可以獲得系數(shù)高2到4的信噪比，而在其中心則具有和傳統(tǒng)線圈操作基本相同的值。
雖然引用了上述專利，但是仍需要進(jìn)一步改進(jìn)。例如組成相控陣的單個(gè)線圈之間的最小耦合的重要性在該技術(shù)領(lǐng)域中被很好地理解。類似地，退化的鳥籠線圈也需要在網(wǎng)格之間具有更加最小化的耦合。換句話說，網(wǎng)格之間更大的絕緣是有利的，并且不但對于直接相鄰的網(wǎng)格，而且對于更遠(yuǎn)的網(wǎng)格(即下一相鄰網(wǎng)格或臨近網(wǎng)格附近的網(wǎng)格)。傳統(tǒng)退化鳥籠線圈通常提供不優(yōu)于大約10dB的絕緣，并且通常該網(wǎng)格僅被相對其直接臨近網(wǎng)格被有效解耦。另外，需要其它的多個(gè)共振頻率收斂或退化到彼此之間的區(qū)別在較小百分比之內(nèi)。相比之下，傳統(tǒng)的退化鳥籠線圈，可以仍具有不像所希望的那樣很小的頻率分布。通常，傳統(tǒng)的退化鳥籠線圈在共振頻率中可以具有大于5％或更大的頻率范圍。同樣值得注意的是，困難在于調(diào)整退化鳥籠線圈以獲得所需運(yùn)行特性。開發(fā)一種用于更容易地調(diào)節(jié)該線圈的裝置以解決這一困難是有利的。相應(yīng)地，希望有一個(gè)附加自由度并為適當(dāng)調(diào)節(jié)提供便利。
退化的鳥籠線圈在并行圖像技術(shù)例如SENSE和SMASH成像以及其它應(yīng)用中特別相關(guān)。例如SENSE是基于多個(gè)RF線圈和接收器的應(yīng)用。應(yīng)用多個(gè)線圈單元，只需作出有限個(gè)數(shù)的相位編碼步驟利用同一分辨率來測量視圖的同一區(qū)域這樣減少的獲取時(shí)間等于線圈單元數(shù)量。然而，不像相控陣線圈，該線圈單元沒有被用于覆蓋單獨(dú)的解剖區(qū)域。而是被用于同時(shí)測量同一區(qū)域，由此單個(gè)線圈單元靈敏度被用于對相位編碼步驟的減少進(jìn)行校正。
通常，交替利用第一RF線圈(例如人體線圈)和第二線圈(例如退化的局部鳥籠線圈)，通過向檢查區(qū)域發(fā)射RF信號并從檢查區(qū)域接收RF信號來收集靈敏度信息。當(dāng)?shù)谝籖F線圈接收信號時(shí)，第二線圈被從該MR系統(tǒng)解耦。類似地，當(dāng)?shù)诙F信號接收信號時(shí)，第一線圈被解耦。從兩個(gè)線圈接收的信號中獲取與第二線圈有關(guān)的靈敏度信息并用于僅從第二線圈接收到的信號重建圖像。
本發(fā)明提出了一種新的改進(jìn)的鳥籠線圈和技術(shù)，從而克服了上述和其它問題。
根據(jù)一個(gè)方面，公開的鳥籠線圈系統(tǒng)結(jié)合磁共振成像裝置應(yīng)用。鳥籠線圈包含第一和第二導(dǎo)電回路，且多個(gè)第一導(dǎo)體棒布置于與之電力連接的第一和第二導(dǎo)電回路之間。提供了一種開關(guān)裝置用于至少在RF發(fā)射模式和RF接收模式之間對該鳥籠線圈進(jìn)行轉(zhuǎn)換。在RF接收模式中，該鳥籠線圈被調(diào)整用作相控陣RF接收線圈。
根據(jù)另外一個(gè)方面，公開了一種結(jié)合磁共振成像裝置應(yīng)用的鳥籠線圈。該鳥籠線圈包含第一和第二導(dǎo)電回路，置于第一和第二導(dǎo)電線圈之間并同時(shí)電力連接的多個(gè)第一導(dǎo)體棒，和與第二導(dǎo)電回路隔開并在射頻連接到第二回路的第三導(dǎo)體。
一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是降低了局部吸收率。
另外一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是能夠完成并行成像技術(shù)，例如SENSE。
另一優(yōu)點(diǎn)是改善了線圈效率。
然而另外一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是改善了退化的鳥籠線圈的網(wǎng)格的絕緣性。
在閱讀并理解了優(yōu)選實(shí)施例的下述描述后，本發(fā)明的進(jìn)一步的優(yōu)點(diǎn)對于那些本領(lǐng)域技術(shù)人員來說將是顯而易見的。
本發(fā)明的實(shí)現(xiàn)可以是通過各個(gè)部分和各個(gè)部分的布置，并以各種處理操作和處理操作的安排。附圖僅用于示出優(yōu)選實(shí)施例，并非被看作是對本發(fā)明的限制。


圖1是描述了磁共振成像裝置的示意圖。
圖2是有助于描述鳥籠線圈的各種操作類型的圖。
圖3是描述鳥籠RF線圈的示意圖。
圖4是用于發(fā)射RF信號到鳥籠線圈的布置示意圖。
圖5是用于將MR信號從鳥籠RF線圈饋送到處理信道的布置示意圖。
圖6是用于將MR信號從鳥籠RF線圈饋送到處理信道的另一布置的示意圖。
圖7A、7B、7C和7D一起形成了表示鳥籠RF線圈中電流的平面圖。
圖8是用來來提供射頻接收網(wǎng)格陣列的圖3的鳥籠線圈的連接示意圖。
圖9是描述鳥籠射頻線圈的另一典型實(shí)施例的示意圖。
圖10是描述鳥籠射頻線圈的另一典型實(shí)施例的示意圖。
圖11是描述鳥籠射頻線圈的另一典型實(shí)施例的示意圖。
圖12是類似于圖3中線圈的鳥籠線圈的平面圖，其中每個(gè)線圈回路與單獨(dú)的發(fā)射/接收開關(guān)相連。
圖13是圖12的其中一個(gè)發(fā)射/接收開關(guān)的示意圖。
參見圖1，描述了一種MRI掃描機(jī)。主磁場控制器10控制主磁場磁鐵12，例如超導(dǎo)或電阻磁鐵。主磁鐵12被控制用于生成基本均勻、穩(wěn)定的主磁場區(qū)域B0，在檢查區(qū)或區(qū)域14中該主磁場區(qū)域B0具有預(yù)期的強(qiáng)度，例如|B0|＝3.0Tesla，其中被檢查者被放置在該檢查區(qū)域中。如圖所示，檢查區(qū)域14具有圓柱形內(nèi)徑，但也可以采用其它形狀如開放區(qū)域檢查區(qū)。典型地，B0在Z軸方向上被設(shè)定，Z軸是檢查區(qū)14的縱向中軸。
脈沖序列被存儲在序列存儲器32中并被序列控制器30執(zhí)行。序列控制器30控制梯度脈沖放大器20并根據(jù)需要控制第一和第二RF發(fā)射器24、25。更具體地，序列控制器30控制梯度脈沖放大器20和該發(fā)射器來產(chǎn)生多個(gè)MRI脈沖序列，這些脈沖序列生成并梯度編碼(即，切片、相位和/或頻率編碼)最終被接收和采樣的MR信號。
梯度脈沖放大器20將電流脈沖應(yīng)用于選定的梯度線圈22來沿著與檢查區(qū)域14的正交軸創(chuàng)建磁場梯度。這些磁場基本上在與B0同一方向上延伸，但分別在x、y和/或z方向上具有梯度。
數(shù)字射頻發(fā)射器24向第一RF線圈26發(fā)射射頻脈沖或脈沖包以發(fā)射RF脈沖到該檢查區(qū)域，該第一RF線圈26是(例如)全身鳥籠RF線圈。典型的射頻脈沖由一組直接相鄰的短時(shí)脈沖段相互結(jié)合起來而組成，并且任何被應(yīng)用的梯度實(shí)現(xiàn)一個(gè)選定的磁共振操作。這些RF脈沖在該檢查區(qū)域14中在由該磁場強(qiáng)度和感興趣的磁偶極子的回轉(zhuǎn)磁常數(shù)所決定的Larmor頻率處建立了一個(gè)B1磁場。對于具有強(qiáng)度為1.5Telsa的磁場來說，這一頻率通常大約是63.8MHz，對于具有強(qiáng)度為3.0Tesla的磁場來說，這一頻率大約是128MHz，等等。該RF脈沖被用于在該檢查區(qū)域的選定部分中充滿該區(qū)域、激發(fā)共振、反磁化、重新聚焦共振、或者另外操作共振。
在該檢查區(qū)域中布置了第二RF線圈16，并且可選地可以由第二RF發(fā)射器25控制來有選擇地在檢查區(qū)域14中生成RF脈沖。如圖1中所述，第二RF線圈16是一個(gè)鳥籠頭部線圈。和第一RF線圈26一樣，這些RF脈沖在該檢查區(qū)中建立了一個(gè)B1磁場。
不管采用何種RF發(fā)射器，典型的射頻脈沖由一組直接相鄰的短時(shí)脈沖段相互結(jié)合起來而組成，并且任何被應(yīng)用的梯度實(shí)現(xiàn)一個(gè)選定的磁共振操作?？蛇x采用的MRI脈沖序列為二維(2D)或三維(3D)成像生成MR信號?？蛇x采用的MRI脈沖序列包含任意的多個(gè)單回波或多回波成像序列?？梢詰?yīng)用任意個(gè)現(xiàn)有的MRI技術(shù)進(jìn)行成像，例如區(qū)域回波(FE)成像、旋轉(zhuǎn)回波(SE)成像、回波平面成像(EPI)，回波體積成像、梯度和旋轉(zhuǎn)回波成像(GSE)、快速旋轉(zhuǎn)回波(FSE)成像、單個(gè)攝影FSE成像、三維體積FSE成像、并行成像技術(shù)(例如靈敏度編碼(SENSE)、空間諧波同時(shí)獲取(SMASH)等)和/或類似技術(shù)。在2D成像的情況下，感興趣區(qū)域表示穿過被成像對象的2D橫截面切片。在3D成像的情況下，感興趣區(qū)域表示被成像對象的3D體積。
從檢查區(qū)域14產(chǎn)生的磁共振信號被RF接收線圈接收，該RF接收線圈被置于靠近該檢查區(qū)域?？蛇x地，該RF接收線圈可以是人體RF線圈26或局部RF線圈16。第一接收器38從全身RF線圈26接收磁共振信號并將該信號解調(diào)到多個(gè)數(shù)據(jù)線。如果該接收器是模擬的，第一模數(shù)轉(zhuǎn)換器40將每個(gè)數(shù)據(jù)線轉(zhuǎn)換成數(shù)字形式。可選地，該模數(shù)轉(zhuǎn)換器被置于射頻接收線圈26和接收器38之間用于數(shù)字接收器。
第二接收器34從局部RF線圈16接收磁共振信號并將該信號解調(diào)到多個(gè)數(shù)據(jù)線。如果接收器34是模擬的，局部模數(shù)轉(zhuǎn)換器40將來自局部接收器的每個(gè)數(shù)據(jù)線轉(zhuǎn)換成數(shù)字形式。并且，該模數(shù)轉(zhuǎn)換器可以位于數(shù)字接收器上游。來自接收器38、34的數(shù)據(jù)線被設(shè)置并存儲在數(shù)據(jù)存儲器42中。
應(yīng)理解到，局部線圈16被細(xì)分為多個(gè)部分或網(wǎng)格(例如8個(gè))，每個(gè)部分與第二接收器34相連。因此，第二接收器34可以包含多個(gè)接收器和有關(guān)的模數(shù)轉(zhuǎn)換器，例如，局部線圈16的每個(gè)網(wǎng)格包含一個(gè)接收器和與之有關(guān)的模數(shù)轉(zhuǎn)換器?？蛇x地，可以采用單個(gè)多通道接收器。
重建處理器應(yīng)用傅立葉反變換或其它適合的重建算法將該數(shù)據(jù)線重建成圖像表達(dá)。該圖像可以表示穿過該患者的平面切片、并行平面切片陣列、三維體積或類似物。隨后該電子圖像表達(dá)被存儲在圖像存儲器52中，其中該圖像可以由視頻處理器54有選擇地訪問，該視頻處理器54將切片、投影、或者該圖像表達(dá)的其它部分為顯示器(例如提供了合成圖像的人可讀顯示的監(jiān)視器56)轉(zhuǎn)換成適合的形式。
參見圖3，更加詳細(xì)地示出了局部RF線圈16。局部RF線圈16可以被用作發(fā)射/接收鳥籠線圈從而可以作為正交發(fā)射線圈和相控陣接收線圈。如圖所示，該相控陣包含八個(gè)獨(dú)立的線圈或網(wǎng)格。另外，局部RF線圈16能夠從MR系統(tǒng)為序列解耦其中僅有身體RF線圈26被用作接收線圈。
如圖所示，局部鳥籠線圈16被創(chuàng)建從而通常是相對于沿z方向延伸的對稱軸成軸對稱，并包含與該對稱軸同軸排列并處于由此基本正常延伸的平面內(nèi)的第一、第二和第三射頻導(dǎo)體或回路81、82和83。在所示的實(shí)施例中，該回路基本是等直徑的。第一和第二導(dǎo)體回路81和82通過第一導(dǎo)體棒80被電力互連。如圖所示，共有八個(gè)棒80，但可以使用其它偶數(shù)個(gè)類似的導(dǎo)體。每個(gè)棒80包含第一棒電容C1。第一和第二回路81和82被分成位于其各自與棒80的連接之間所定義的部分或圓弧。第一導(dǎo)體回路81的每一部分包含一個(gè)調(diào)諧電容C4和一個(gè)匹配電容C5。類似地，第二導(dǎo)體回路82的每一部分包含第二回路電容C2。兩個(gè)相鄰的棒80和位于棒之間的回路81和82的部分定義了一個(gè)單個(gè)的網(wǎng)格。
在所示實(shí)施例中，末端導(dǎo)體是一個(gè)回路。然而也可以采用其它末端導(dǎo)體，例如末端帽或盤，其它電容或反饋電路和類似物。
第三回路83通過第二導(dǎo)體棒84與回路82電力互連。如圖所示，有八個(gè)第二導(dǎo)體棒84，然而也可以使用其它偶數(shù)個(gè)類似導(dǎo)體。第二棒84在數(shù)量上與第一棒80相等，并且，它們基本在和第一導(dǎo)體80相同的位置與第二回路82相連。可選地，第一和第二導(dǎo)體棒80和84形成單個(gè)基本呈直線并與回路82電力相交的導(dǎo)電單元，而其末端分別電力連接到第一和第三導(dǎo)體81和83。每個(gè)第二導(dǎo)體棒84包含一個(gè)第二棒電容C3?？蛇x地，置于第三導(dǎo)體83中的是渦流電容C6來訪問線圈16中建立的梯度渦流電流。
轉(zhuǎn)到圖4，示出了第一導(dǎo)體回路81的端視圖，連同此頁中單個(gè)第一導(dǎo)體棒801，802，......808。為了正交發(fā)射，第二(即局部)RF發(fā)射器25與正交分離器相連用于生成兩個(gè)基本具有90度相位關(guān)系的RF發(fā)射信號。這兩個(gè)RF信號通過第一和第二同軸電纜220、225被發(fā)射到局部RF線圈16，如圖4所示。第一同軸電纜220與第一半波長同軸電纜200耦合，第一半波長同軸電纜200在線圈81上的兩個(gè)饋電點(diǎn)201、202連接到局部RF線圈16。這兩個(gè)饋電點(diǎn)與第一導(dǎo)電棒802和806電力連接。第二同軸電纜225與第二半波長同軸電纜210電力耦合，第二半波長同軸電纜210在饋電點(diǎn)211和212與局部RF線圈16電力連接。這后兩個(gè)饋電點(diǎn)與第一導(dǎo)體棒804和808電力連接。雖然圖4中示出了四點(diǎn)饋給布置，但是可以僅應(yīng)用兩個(gè)饋電點(diǎn)，或可選地實(shí)施多于四個(gè)饋電點(diǎn)。
圖5示出了如何從單個(gè)網(wǎng)格中獲得接收到的RF信號。同時(shí)示出了第一導(dǎo)體回路81的端視圖。每個(gè)電容C5作為匹配電容，跨接其間的是一個(gè)平衡-不平衡變壓器300。該平衡-不平衡變壓器是蝶形平衡-不平衡變壓器或者平衡-不平衡變壓器的另外的合適形狀。注意，為清楚起見，圖5中未示出C4電容，并且僅示出了兩個(gè)輸出裝置。應(yīng)理解到，其它C5電容具有類似的輸出裝置。
每個(gè)平衡-不平衡變壓器通過提供了前置放大器隔離的電容C8安裝到高阻抗放大器或前置放大器310上。由于每個(gè)電容C5僅與各自網(wǎng)格有關(guān)，跨越特定C5電容的電壓表示那個(gè)網(wǎng)格感應(yīng)的MR信號。從C5電容得到的MR信號隨后通過各自的放大器310被應(yīng)用于第二(即局部)RF接收器。
參見圖6，示出了一種可選的饋電布置，有利地減少了所用處理信道320的個(gè)數(shù)。也就是說，圖5的實(shí)施例應(yīng)用的處理信道數(shù)量等于該線圈中所采用的網(wǎng)格個(gè)數(shù)，而圖6的實(shí)施例應(yīng)用的處理信道320的數(shù)量少于線圈16中所采用網(wǎng)格個(gè)數(shù)。注意，為清楚起見，圖6中未示出C4電容，并且僅示出了兩個(gè)C5電容的饋電布置。應(yīng)理解到，其它C5電容具有類似的饋電布置。
圖6示出了一個(gè)實(shí)施例，其中一對處理信道320被合并，因此僅應(yīng)用了圖5實(shí)施例中所用處理信道320個(gè)數(shù)的一半。然而更多處理信道320也可以用類似方式被合并。
如圖6所示，來自兩個(gè)相鄰網(wǎng)格的MR信號通過各自的放大器310被應(yīng)用于移相器330(例如組合線路)的輸入。組合線路330用可調(diào)節(jié)的相移將出現(xiàn)在其兩個(gè)輸入端的信號相加。隨后，組合線路330的輸出信號由處理信道320處理。從來自單個(gè)處理信道320的MR數(shù)據(jù)形成的圖像在這一區(qū)域中具有可達(dá)到的最優(yōu)信噪比，該區(qū)域的位置依賴于用來組合來自兩個(gè)網(wǎng)格的MR信號的相位。因此，通過改變相位位置，這一最優(yōu)值可選地可以移動到優(yōu)選區(qū)域。
繼續(xù)參見圖3-6和更詳細(xì)參見圖7，在平面圖中示出了局部鳥籠線圈16的線路。應(yīng)理解到，在操作中，該線圈繞縱軸形成，從而圖7左面的點(diǎn)A、B、C和D連接到圖7右面的點(diǎn)A、B、C和D，因此形成了通常的圓柱形鳥籠線圈16。
除了具有實(shí)際上位置相關(guān)的靈敏度(例如退化的鳥籠線圈)以外，可能希望具有這樣的線圈，即在檢查區(qū)14中具有基本均勻的靈敏度，例如可以通過常規(guī)鳥籠線圈而獲得。為此，通過開關(guān)裝置，例如可控開關(guān)(如PIN二極管D1或類似物)，第一導(dǎo)體棒80中的電容C1和第一和第二導(dǎo)體回路81、82可以被可選地轉(zhuǎn)換，該可控開關(guān)與各自電容并行布置或橋接各自電容，從而當(dāng)開關(guān)閉合時(shí)使同一電容短路。通過有選擇地閉合或打開各自的開關(guān)，從而可以得到不同電力特性的鳥籠線圈。相應(yīng)地，可以在不同類型的鳥籠線圈之間進(jìn)行轉(zhuǎn)換(即發(fā)射、接收、低通、高通、帶通或退化，或解耦)而無需交換物理線圈。
相應(yīng)地，在每個(gè)第一導(dǎo)體棒80內(nèi)，第一棒PIN二極管D1與電容C1并行布置。如圖所示，在臨近的棒內(nèi)的PIN二極管彼此之間是以相反方向布置。在第一導(dǎo)體回路81的每段內(nèi)是與匹配電容C5并行布置的匹配PIN二極管D5。第一和第二半波長同軸電纜200、210通過發(fā)射PIN二極管D6和發(fā)射匹配電容C9連接到其各自的饋電點(diǎn)201、202、211、212。如圖所示，該發(fā)射同軸電纜接地到基環(huán)85?；h(huán)85內(nèi)布置有第二渦流電容C7來處理該線圈內(nèi)的渦流電流。該開關(guān)裝置基于施加在籠式電壓輸入V1和前置放大器電壓輸入V2上的DC偏壓在發(fā)射、接收和解耦模式之間進(jìn)行轉(zhuǎn)換。
在局部鳥籠RF線圈16的一個(gè)實(shí)施例中，棒導(dǎo)體80、84和導(dǎo)體或回路81、82、83包含具有寬度約1.0cm和厚度約0.009cm并布置在適于電力絕緣的圓柱形支撐單元上的銅帶。在用于解剖學(xué)成像的特定應(yīng)用中，例如對頭部成像，第一棒80的長度約12cm，該導(dǎo)體回路的直徑約25.0cm。在其它應(yīng)用中，第一棒導(dǎo)體80的長度可以是大約24.5cm，且該回路的直徑可以是大約23.0cm。第二棒導(dǎo)體84的長度可以是大約2.0cm，并且可選地長度可以小于1.0cm。在任何情況下，此處所指的尺寸僅是示例并且可以被適當(dāng)改變到不同尺度以適于特定應(yīng)用。
電容被選擇用來獲得所需水平的共振頻率衰減和網(wǎng)格之間的絕緣。在一個(gè)實(shí)施例中，線圈16的共振頻率收斂或衰減至彼此之間的差別少于5％以內(nèi)。在另一實(shí)施例中，線圈16的共振頻率收斂或衰減至彼此之間的差別少于2％以內(nèi)。通過加入前置放大器解耦裝置，網(wǎng)格絕緣可以大于20dB。
例如，在一個(gè)實(shí)驗(yàn)中使用創(chuàng)建了上述銅帶尺寸的鳥籠線圈16，具有八個(gè)長度為24.5cm的第一棒導(dǎo)體80，回路直徑23.4cm的導(dǎo)體81、82和83，和八個(gè)長度為2.0ch的第二棒導(dǎo)體84，以及C1＝45.8pf，C2＝56pf，C3＝4.7pf，且C4+C5＝56pf，測量得到的正常模式頻率的范圍大約是980kHz，中心頻率大約是65MHz，并且?guī)в星爸梅糯笃鹘怦顣r(shí)達(dá)到的絕緣大于18dB。相應(yīng)地，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，以所提供的方式加入第三線圈或?qū)w84能夠支持改進(jìn)的網(wǎng)格絕緣和共振頻率衰減。進(jìn)一步地，第三回路或?qū)w83提供了用于調(diào)諧該線圈的附加的自由度。
注意，在該實(shí)驗(yàn)示例中電容C4和C5被合并稱為單個(gè)第一環(huán)路電容。可選地，在實(shí)際應(yīng)用中，它們被合并。然而當(dāng)二者分離時(shí)，C5電容作為匹配電容用于為接收器信道320饋電，并且C4電容用作微調(diào)該線圈的裝置。
操作中，在檢查區(qū)域14中生成主磁場B0，被檢查對象置于該磁場中。應(yīng)用一系列RF和磁場梯度脈沖以反轉(zhuǎn)或激發(fā)磁偶自旋、感應(yīng)磁共振、重新對焦磁共振、操作磁共振、空間和其它編碼磁共振，使自旋飽和和類似方式來生成MRI脈沖序列。更具體地，梯度脈沖放大器20將電流脈沖應(yīng)用于選定或成對的梯度線圈22來沿著檢查區(qū)域14的x、y和z軸創(chuàng)建磁場梯度。整體RF發(fā)射器24驅(qū)動整體RF發(fā)射線圈26來發(fā)射RF脈沖或脈沖包到檢查區(qū)域14中。可選地，局部RF發(fā)射器25以類似方式驅(qū)動局部RF線圈16發(fā)射RF脈沖或脈沖包到檢查區(qū)域14中。
根據(jù)上述RF發(fā)射，在第一模式操作中，局部鳥籠線圈16發(fā)射RF脈沖到檢查區(qū)域中。當(dāng)局部RF線圈以發(fā)射模式被應(yīng)用時(shí)，該線圈作為正交發(fā)射線圈被操作。在該發(fā)射模式中，籠式電壓輸入V1和前置放大器電壓輸入V2被施加負(fù)電勢。在V1和V2處的這一負(fù)電勢使得發(fā)射PIN二極管D6、匹配PIN二極管D5、第一棒PIN二極管D1和前置PIN二極管D7被正向偏置。得到的線圈結(jié)構(gòu)是四點(diǎn)饋電高通鳥籠。該鳥籠的饋電通過發(fā)射PIN二極管D6被連接到該線圈。匹配二極管D5短路了接收調(diào)節(jié)電感線圈L5和匹配電容C5，如圖7所示。當(dāng)保護(hù)電平被施加到前置放大器310時(shí)，這樣作可以對鳥籠進(jìn)行調(diào)諧。第一棒PIN二極管D1短路了第一棒電容C1使得該線圈成為一個(gè)高通鳥籠。前置放大器二極管D7短路了前置放大器310的輸入，為該前置放大器提供了另一保護(hù)電平。第三導(dǎo)體或回路83(支持退化鳥籠模式)在這一模式下的影響微乎其微。射頻扼流圈PRF和隔直流電容C-DCBlock用來保證適當(dāng)?shù)腄C偏壓。正交分離器230提供了兩個(gè)成九十度的發(fā)射信號來正交激發(fā)該鳥籠。
不管采用的是何種MRI脈沖序列和技術(shù)，序列控制器30協(xié)調(diào)生成MR信號的多個(gè)MRI脈沖序列，該MR信號最終從該檢查區(qū)域被接收。對于選定的序列，接受到的MR信號的每個(gè)回波被第一RF線圈26或局部RF線圈16接收。
在局部RF線圈16被用來從該檢查區(qū)域接收該信號的情況下，該局部線圈以第二操作模式運(yùn)行。在這一模式下，局部RF線圈16被用作相控陣接收線圈，該相控陣接收線圈包含(例如)八個(gè)回路線圈或網(wǎng)格。在籠式電壓輸入V1和前置放大器電壓輸入V2的DC偏壓是正的，因此為所有二極管施加反向偏壓。在這一模式下，在第二棒電容C3、第二回路電容C2、第一棒電容C1、調(diào)諧電容+接收調(diào)諧電感L5和匹配電容C4選定了正確的電抗，來生成退化的八通道鳥籠。關(guān)閉發(fā)射PIN二極管D6使得發(fā)射部分與該鳥籠完全絕緣。所有八個(gè)回路線圈被充分絕緣并可以被用來分隔接收器，如圖5所示，用于最優(yōu)SENSE或其它并行處理成像?？蛇x地，該信號在前置放大器輸出可以被合并為一到八的任何個(gè)數(shù)，如圖6所示。
在第一RF線圈26被用來從該檢查區(qū)域接收該信號的情況下，該局部線圈以第三操作模式運(yùn)行。在這一模式下，局部RF線圈16被從該MR系統(tǒng)解耦，因?yàn)閮H當(dāng)?shù)谝籖F線圈26被用來從檢查區(qū)域14接收RF信號時(shí)才需要局部RF線圈16與MR系統(tǒng)的耦合。在這一模式下，籠式電壓輸入V1處的DC偏壓是正的，而在前置放大器電壓輸入V2處的DC偏壓是負(fù)的。相應(yīng)地，所有籠式二極管都處于接收或退化模式，而前置放大器二極管D7都被施加偏壓。前置放大器電容C8被選定從而匹配電容C5、同軸平衡-不平衡變壓器300和前置放大器電容C8的組合在匹配電容C5得到一個(gè)高阻抗。這樣就對局部RF線圈16解耦，從而允許第一RF線圈26的RF接收。
不管哪個(gè)線圈用作RF接收線圈，接收到的MR信號都被有關(guān)的RF接收器38、36和模數(shù)轉(zhuǎn)換器40、36多次采樣，從而得到表示每個(gè)回波的數(shù)據(jù)線或采樣數(shù)據(jù)點(diǎn)的陣列。這一未經(jīng)處理的MR信號隨后被加載到該MR數(shù)據(jù)內(nèi)存或緩沖區(qū)42中。該MR數(shù)據(jù)存儲器表示通常被稱作k-空間的數(shù)據(jù)矩陣?；趯γ總€(gè)回波的特定梯度編碼，相應(yīng)的MR數(shù)據(jù)被映射或者被賦予k-空間中的一個(gè)位置。
通過應(yīng)用傅立葉反變換或其它適合的重建算法，重建處理器50將該數(shù)據(jù)重建到圖像表達(dá)中。隨后該電子圖像表達(dá)被存儲在圖像存儲器52中，視頻處理器54可以有選擇地訪問圖像存儲器52中的圖像，視頻處理器54將切片、投影或該圖像表達(dá)的其它部分為顯示器(例如提供了合成圖像的人可讀顯示的監(jiān)視器56)轉(zhuǎn)換成適合的格式。
基于包含八個(gè)導(dǎo)體80、84即八個(gè)網(wǎng)格的實(shí)施例已經(jīng)描述了線圈16。然而，也可能使用不同的偶數(shù)個(gè)導(dǎo)體或網(wǎng)格，例如6個(gè)或32個(gè)。在第三線圈或?qū)w83的部分或圓弧中加入電容也是有利的，特別是當(dāng)網(wǎng)格數(shù)量在8個(gè)到16個(gè)之間的情況下。類似地，第四或更多導(dǎo)電回路可以有利地以類似方式添加到第三回路83中，特別是在該網(wǎng)格個(gè)數(shù)在32個(gè)左右的情況下。第四或更多添加的導(dǎo)電回路可以被添加到線圈16的任意一端。然而，由于物理限制，優(yōu)選地將第四或更多導(dǎo)電回路添加到與第三導(dǎo)體83相同的一端，從而使得導(dǎo)體81可以自由地將該MR信號饋送到該處理信道。第四或額外回路的引入，雖然增加了復(fù)雜度，但是也具有為線圈調(diào)諧增加了更多自由度的有利影響。
參見圖8，示出了作為接收線圈陣列的線圈16的連接示意圖。MR信號被線圈16接收。線圈16被細(xì)分成多個(gè)部分或網(wǎng)格(所示線圈16中是八個(gè))，每一部分都被連接到單獨(dú)的信號處理信道400，在圖8的布置中由短劃線示出。在每個(gè)處理信道400中，接收到的MR信號被解調(diào)、解碼并數(shù)字化以生成表示由各自網(wǎng)格覆蓋的區(qū)域中的核磁分布的MR信號。例如，通過傅立葉反變換和/或其它適合的算法，各自的MR信號由重建裝置402被重建和/或合并以生成表示在線圈16包圍的對象和/或空間中核磁偶極子分布的圖像。在重建之后，該圖像被格式化用于在顯示器404上顯示，例如視頻監(jiān)視器或其它人可觀看的顯示器或能夠有選擇地提供該合成圖像或圖像的描述的輸出設(shè)備?？蛇x地，該格式化圖像可以是表面透視圖、3D體積、2D剖面圖或該對象的其它可視表達(dá)。每個(gè)處理信道400可選地包含一個(gè)用于解調(diào)、解碼和/或數(shù)字化其相應(yīng)網(wǎng)格探測到的MR信號的接收器?？蛇x地，應(yīng)用單個(gè)多信道接收器。
參見圖9，示出了退化鳥籠線圈16’的一個(gè)可選實(shí)施例。在這一實(shí)施例中，省略了第二導(dǎo)體棒84和與之有關(guān)的電容。換句話說，在線圈16’中第三導(dǎo)體回路83沒有通過物理電源接頭電氣連接到導(dǎo)體回路82。而是第三導(dǎo)體回路83被排列得盡量靠近導(dǎo)體回路82從而在那里被電容和/電感耦合。這一電容/電感耦合代替了第二導(dǎo)體棒84及與之有關(guān)的電容。另外應(yīng)理解到，當(dāng)?shù)谌芈?3在回路82旁邊被示出時(shí)，第三回路83可選地具有略小于或大于回路82的直徑從而回路83可以與回路82同心布置。如果被置于回路82里面，例如，導(dǎo)體83可以是回路或圓盤。
圖10示出了退化鳥籠線圈16”的另外一個(gè)實(shí)施例，其中第二導(dǎo)體棒被保留，而省略了導(dǎo)體棒84”的電容C1，并且其中具有感應(yīng)系數(shù)L1的電感線圈已經(jīng)被加到第三導(dǎo)體回路83”的部分中。
為了達(dá)到類似的效果，在退化鳥籠線圈16的另外一個(gè)實(shí)施例中，第三回路83被完全省略并且L1電感線圈與C2電容并行布置，如圖11所示。然而，省略第三回路83去除了第三回路和第二回路82的相互耦合，并且對用于由附加第三回路得到的線圈調(diào)諧的附加自由度產(chǎn)生不利影響。
參見圖12和13，退化鳥籠線圈516與鳥籠線圈16類似，該退化鳥籠線圈516包含第一導(dǎo)體棒580，第一、第二和第三導(dǎo)體或回路581、582、583和第二導(dǎo)體棒584。和鳥籠線圈16中一樣，選定導(dǎo)體棒580、584和導(dǎo)體回路581、581的電抗從而鳥籠線圈516是一個(gè)退化線圈其中由臨近的棒580和回路581、582的連接部分定義的網(wǎng)格基本上至少與最近的和次近的相鄰網(wǎng)格解耦。每個(gè)網(wǎng)格與用于操作該網(wǎng)格的單獨(dú)的發(fā)射/接收(T/R)開關(guān)590有效連接。選定線圈516的棒、線圈和分流器電容C-Rung，C-Ring和C-Shunt的系數(shù)以在工作頻率處產(chǎn)生回路對回路的高絕緣性。對每個(gè)網(wǎng)格應(yīng)用單獨(dú)的T/R開關(guān)590允許獨(dú)立控制不同網(wǎng)格中的電流。該退化線圈基本與最近的臨近網(wǎng)格解耦。和兩回路退化鳥籠線圈相比，第三導(dǎo)體回路583的應(yīng)用提供了基本上改進(jìn)的網(wǎng)格絕緣性。第三回路導(dǎo)體583基本上降低了次臨近射頻耦合。和退化的兩回路鳥籠線圈相比，改進(jìn)的絕緣性提供了更優(yōu)的效率和對單個(gè)網(wǎng)格中電流的改進(jìn)的控制。
參見圖12，標(biāo)記“接R[]”，其中[]的范圍是1-8，表示連接到用于接收磁共振信號的射頻信號接收器R1-R8。類似地，標(biāo)記“接T[]”，其中[]的范圍是1-8，表示用于有選擇激勵(lì)射頻線圈516的選定網(wǎng)格的射頻信號發(fā)射器T1-T8。
圖13示意性示出了其中一個(gè)T/R開關(guān)590的細(xì)節(jié)。在發(fā)射周期中，轉(zhuǎn)換偏壓600被施加到電感線圈601的一端來將發(fā)射器輸入602與射頻屏蔽阱有效連接并因此而與鳥籠線圈516的耦合線圈網(wǎng)格的匹配電容C-Match有效連接。在接收周期中，轉(zhuǎn)換偏壓600被接通從而PIN二極管606將發(fā)射器輸入602與阱604絕緣，并且由鳥籠線圈516的耦合線圈網(wǎng)格拾取的磁共振信號通過四分之一波長發(fā)射線610、612被發(fā)射到前置放大器614，前置放大器614產(chǎn)生饋送給接收器耦合616的調(diào)節(jié)信號。
利用具有由第一、第二和第三導(dǎo)體回路581、582和583提供的對單個(gè)網(wǎng)格的高絕緣性的退化鳥籠線圈516，連同單獨(dú)操作每個(gè)獨(dú)立網(wǎng)格的T/R開關(guān)590，可以在各種模式下操作線圈516。例如，通過對該發(fā)射器信號進(jìn)行適當(dāng)?shù)南鄬ο辔徽{(diào)整，線圈516可以被用作體積諧振器。在高磁場中(例如在B0＝3.0Telsa或更高的情況下)，可以通過單獨(dú)控制該線圈網(wǎng)格部分而減少輻射損失。退化線圈516也可以被用作線圈陣列用于發(fā)射射頻脈沖或者用于探測磁共振。例如，該線圈網(wǎng)格可以被用作發(fā)射或接收靈敏度編碼(SENSE)線圈陣列，用作并行成像線圈陣列，或類似物。
雖然描述的是圓形導(dǎo)體回路，也可以考慮采用其它的形狀，例如多邊形(具有和導(dǎo)體數(shù)量一樣多的角度)或者橢圓形。該導(dǎo)體回路可選地也可以不閉合，并且其中一個(gè)網(wǎng)格可以被省略。另外，雖然提及了具體的電容器和/或電容，和電感線圈和/或電感，應(yīng)理解到，類似的電抗單元、分布電抗單元或具有類似電抗的等效電路可以被適當(dāng)替代。而且，可以考慮使第三導(dǎo)體回路具有和第二導(dǎo)體回路相比不同的直徑或其它截面尺寸，從而其中一個(gè)回路可以置于另外一個(gè)回路內(nèi)部。在這樣的布置中，第二和第三導(dǎo)體回路可以是共面或者可以是沿著該線圈的軸向分開。進(jìn)一步可以考慮到，第三導(dǎo)體可以是端蓋或端板。
已經(jīng)參考優(yōu)選實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)行了描述。顯然，對于那些閱讀并理解了前述內(nèi)容的人來說，可以作出修改和變更。應(yīng)認(rèn)識到，本發(fā)明被看作包含了所有這樣的修改和變更，因?yàn)樗鼈儼诟郊訖?quán)利要求或其等價(jià)物的范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種結(jié)合磁共振成像裝置應(yīng)用的鳥籠線圈系統(tǒng)，該鳥籠線圈系統(tǒng)包含被調(diào)諧退化的鳥籠線圈(16，16’，16”，16，516)，該線圈包含第一導(dǎo)電回路(81，581)，第二導(dǎo)電回路(82，582)，和置于第一和第二導(dǎo)電回路之間并與之電力連接的多個(gè)第一導(dǎo)體棒(80，580)；和用于至少在下述模式之間轉(zhuǎn)換該鳥籠線圈的轉(zhuǎn)換裝置RF發(fā)射模式，和RF接收模式，其中該鳥籠線圈被調(diào)整用作相控陣RF接收線圈。
2.如權(quán)利要求1中所述的鳥籠線圈系統(tǒng)，其中在該發(fā)射模式中該鳥籠線圈被調(diào)整用作正交RF發(fā)射線圈。
3.如權(quán)利要求1中所述的鳥籠線圈系統(tǒng)，其中在該發(fā)射模式中該鳥籠線圈被調(diào)整用作相控陣RF發(fā)射線圈。
4.如權(quán)利要求1中所述的鳥籠線圈系統(tǒng)，其中該轉(zhuǎn)換裝置包含與第一導(dǎo)電回路(81)電力連接用于為該線圈饋送RF發(fā)射信號的多個(gè)RF發(fā)射饋送點(diǎn)(201、202、211、212)；用于將RF發(fā)射饋送與該饋送點(diǎn)耦合的多個(gè)發(fā)射PIN二極管(D6)；跨接匹配電容(C5)布置的多個(gè)RF接收輸出點(diǎn)；與該匹配電容(C5)并行布置的多個(gè)匹配PIN二極管(D5)；和與該發(fā)射和匹配二極管電力連接用于對該發(fā)射和匹配PIN二極管施加偏壓的多個(gè)籠式DC偏壓輸入(V1)。
5.如權(quán)利要求4中所述的鳥籠線圈系統(tǒng)，其中在發(fā)射模式中，所述發(fā)射和匹配PIN二極管被籠式DC偏壓(V1)前向偏壓，從而該發(fā)射PIN二極管為來自RF發(fā)射器(25)的發(fā)射信號提供通往該鳥籠線圈和使得該匹配電容短路的該匹配PIN二極管的連接，并避免RF信號的輸出。
6.如權(quán)利要求5中所述的鳥籠線圈系統(tǒng)，其中在該接收模式中，所述發(fā)射和匹配PIN二極管被籠式DC偏壓(V1)反相偏壓，從而該發(fā)射PIN二極管斷開該鳥籠線圈和該RF發(fā)射器(25)的連接，并且該匹配PIN二極管允許RF信號的輸出。
7.如權(quán)利要求6中所述的鳥籠線圈系統(tǒng)，其中該轉(zhuǎn)換裝置進(jìn)一步包含與相應(yīng)RF接收前置放大器(310)電力連接的多個(gè)前置放大器PIN二極管(D7)；與該前置放大器PIN二極管電力連接用于為該前置放大器二極管施加偏壓并使得該RF接收前置放大器(310)短路的多個(gè)前置放大器DC偏壓輸入(V2)。
8.如權(quán)利要求7中所述的鳥籠線圈系統(tǒng)，其中該轉(zhuǎn)換裝置被進(jìn)一步調(diào)整用于將該鳥籠線圈轉(zhuǎn)換到解耦模式，在該解耦模式中該籠式DC偏壓(V1)為該發(fā)射(D6)和匹配PIN二極管(D5)施加反相偏轉(zhuǎn)電壓，并且該前置放大器DC偏壓(V2)前向偏轉(zhuǎn)該前置放大器PIN二極管(D7)從而該RF線圈與該磁共振裝置解耦。
9.如權(quán)利要求1中所述的鳥籠線圈系統(tǒng)，進(jìn)一步包含與第二導(dǎo)電回路(82、582)射頻耦合的第三導(dǎo)體(83、83”、583)。
10.如權(quán)利要求9中所述的鳥籠線圈系統(tǒng)，其中該鳥籠線圈是一個(gè)退化鳥籠線圈，該退化鳥籠線圈定義了多個(gè)網(wǎng)格，該網(wǎng)格至少從最臨近和次臨近網(wǎng)格解耦，并且該轉(zhuǎn)換裝置包含與該網(wǎng)格連接以獨(dú)立操作多個(gè)解耦網(wǎng)格的多個(gè)發(fā)射/接收開關(guān)(590)。
11.如權(quán)利要求10中所述的鳥籠線圈系統(tǒng)，其中每個(gè)該發(fā)射/接收開關(guān)(590)包含連接該發(fā)射/接收開關(guān)(590)和相應(yīng)解耦網(wǎng)格的網(wǎng)格耦合(C-match)；與該網(wǎng)格耦合相連的接收電路(610、612、614)；和發(fā)射器輸入(602)；和用于有選擇地將該發(fā)射器輸入(602)與該網(wǎng)格耦合連接的裝置(606)。
12.一種結(jié)合磁共振成像裝置一起應(yīng)用的鳥籠線圈，該鳥籠線圈包含第一導(dǎo)電回路(81、581)；第二導(dǎo)電回路(82、582)；布置于第一和第二導(dǎo)電回路之間并與之電力連接的多個(gè)第一導(dǎo)體棒(80、580)；和與第二導(dǎo)電回路(82、582)分隔開布置并在射頻連接到第二回路的第三導(dǎo)體(83、83”、583)。
13.如權(quán)利要求12中所述的鳥籠線圈，其中第一和第二回路(81、82、581、582)被布置于第一導(dǎo)體棒(80、580)的相對端，所述多個(gè)第一導(dǎo)電棒與第一和第二導(dǎo)電回路電力連接，從而所述第一和第二導(dǎo)電回路具有位于相鄰的第一導(dǎo)電棒的電力連接和一對相鄰第一導(dǎo)電棒之間的第一和第二部分，并且位于與該對第一導(dǎo)電棒的電力連接之間的第一和第二回路部分定義了一個(gè)網(wǎng)格；并且該鳥籠進(jìn)一步包含第一棒電抗(C1，C-Rung)被布置于第一導(dǎo)電棒內(nèi)；第一回路電抗(C5，C-Tune，C-Match)被布置于第一回路部分內(nèi)；并且第二回路電抗(C2，C-Ring)被布置于第二回路部分內(nèi)。
14.如權(quán)利要求13中所述的鳥籠線圈進(jìn)一步包含在第二導(dǎo)電回路和第三導(dǎo)體之間延伸的多個(gè)第二導(dǎo)體棒(84，84”，584)從而第三導(dǎo)體(83，83”，583)被布置于與第一回路(81，581)相對的第二回路的一側(cè)，所述多個(gè)第二棒(84，84”，584)與第二導(dǎo)電回路和第三導(dǎo)體電力連接從而所述第三導(dǎo)體具有位于相鄰第二組成部分的電力連接之間的部分。
15.如權(quán)利要求14中所述的鳥籠線圈，其中第二棒(84，84”，584)與第一棒(80，580)的個(gè)數(shù)相同，并且第一和第二棒在基本相同的位置電力連接到第二回路(82，582)。
16.如權(quán)利要求15中所述的鳥籠線圈，其中第一和第二棒(80，84，84”，580，584)形成單個(gè)導(dǎo)電棒，該單個(gè)導(dǎo)電棒具有與第二回路(82，582)和末端的電力連接，第二回路和末端分別電力連接到第一回路(81，581)和第三導(dǎo)體(83，83”，583)。
17.如權(quán)利要求16中所述的鳥籠線圈進(jìn)一步包含布置于第二棒(84，84”，584)內(nèi)的第二棒電抗(C3，C-Shunt)
18.如權(quán)利要求17中所述的鳥籠線圈，其中第一棒、第二棒、第一回路、和第二回路電抗分別包含包含第一棒電容、第二棒電容、第一回路電容和第二回路電容。
19.如權(quán)利要求12中所述的鳥籠線圈，進(jìn)一步包含布置于第二和第三導(dǎo)電回路并與之電力連接的多個(gè)第二導(dǎo)體棒(84，84”，584)。
20.如權(quán)利要求19中所述的鳥籠線圈，其中至少其中一個(gè)第三導(dǎo)體(83，583)和多個(gè)第二導(dǎo)體棒(84，584)的電抗被選定來解耦該鳥籠線圈的次臨近網(wǎng)格。
21.如權(quán)利要求12中所述的鳥籠線圈，其中第二導(dǎo)電回路和第三導(dǎo)體二者之一置于另外一個(gè)內(nèi)部。
22.如權(quán)利要求12中所述的鳥籠線圈，其中第二導(dǎo)體回路和第三導(dǎo)體共面。
23.如權(quán)利要求12中所述的鳥籠線圈，其中第三導(dǎo)電回路(83)與第二導(dǎo)電回路(82)感應(yīng)耦合。
24.如權(quán)利要求23中所述的鳥籠線圈，其中第三導(dǎo)體(83”)包含被選定來解耦該鳥籠線圈的次臨近網(wǎng)格的電感。
25.如權(quán)利要求12中所述的鳥籠線圈，其中該導(dǎo)體棒、導(dǎo)電回路和導(dǎo)體的電抗被選定從而該鳥籠線圈是具有最臨近和次臨近網(wǎng)格基本解耦的退化鳥籠線圈的鳥籠線圈。
26.如權(quán)利要求12中所述的鳥籠線圈，其中該鳥籠線圈是定義了多個(gè)網(wǎng)格的退化鳥籠線圈，該網(wǎng)格至少從最臨近和次臨近網(wǎng)格解耦，該鳥籠線圈進(jìn)一步包含與該網(wǎng)格相連的多個(gè)發(fā)射/接收開關(guān)(590)，來獨(dú)立操作多個(gè)解耦網(wǎng)格作為至少一個(gè)射頻發(fā)射器和射頻接收器。
27.如權(quán)利要求26所述的鳥籠線圈，其中該發(fā)射/接收開關(guān)(590)被調(diào)節(jié)用來操作該鳥籠線圈以用作至少下述之一體積諧振器，發(fā)射SENSE線圈陣列，接收SENSE線圈陣列，和并行成像線圈陣列。
28.一種磁共振方法包含生成穿過權(quán)利要求12的鳥籠線圈內(nèi)部的瞬時(shí)恒定的磁場；和在至少下述模式之一操作權(quán)利要求11中的鳥籠線圈體積諧振器模式，發(fā)射SENSE模式，接收SENSE模式，并行成像模式。
29.一種磁共振成像系統(tǒng)包含生成瞬時(shí)恒定磁場的主磁體(12)；在瞬時(shí)恒定的磁場上有選擇地施加選定的磁場梯度的磁場梯度線圈(22)；和權(quán)利要求1的鳥籠線圈。
全文摘要
結(jié)合磁共振成像裝置應(yīng)用的一種鳥籠線圈(16)包含第一導(dǎo)電回路(81，581)，第二導(dǎo)電回路(82，582)，和位于第一和第二導(dǎo)電回路之間的多個(gè)第一導(dǎo)體棒(80，580)。第三導(dǎo)體(83，83″，583)在共振頻率與第二導(dǎo)電回路耦合，例如通過第二導(dǎo)體棒(84，84″，584)。該鳥籠線圈也包含用于使該鳥籠線圈在至少下述模式中轉(zhuǎn)換的開關(guān)(590)1)RF發(fā)射模式，作為RF發(fā)射線圈；和2)RF接收模式，用作RF接收線圈。
文檔編號G01R33/36GK1717591SQ200380104181
公開日2006年1月4日 申請日期2003年11月25日 優(yōu)先權(quán)日2002年11月27日
發(fā)明者T·奇米勒韋斯基, J·A·弗洛克, T·埃干 申請人:皇家飛利浦電子股份有限公司