相控陣列rf線圈模塊和使用該模塊的磁共振成像設備的制作方法
【專利摘要】提供了一種相控陣列RF線圈模塊和使用該模塊的磁共振成像設備。所述相控陣列RF線圈模塊和使用該模塊的磁共振成像設備可以以高接收靈敏度接收從目標對象產(chǎn)生的磁共振信號并提高信號噪聲比。相控陣列RF線圈模塊包括：至少一個第一相控陣列RF線圈單元，產(chǎn)生具有與目標對象的表面水平的分量的磁場；與目標對象的表面水平地形成的第二相控陣列RF線圈單元，產(chǎn)生具有與目標對象的表面垂直的分量的磁場。使用相控陣列RF線圈模塊的成像設備是磁共振成像設備。
【專利說明】相控陣列RF線圈模塊和使用該模塊的磁共振成像設備
【技術領域】
[0001]本公開涉及一種相控陣列RF線圈模塊和使用該模塊的成像設備。
【背景技術】
[0002]成像設備(諸如，磁共振成像(MRI)設備、數(shù)字射線拍攝(DR)設備、超聲波診斷設備或計算機斷層拍攝(CT)設備)獲得關于目標對象(例如，人體)的內(nèi)部結構的信息，基于獲得的信息產(chǎn)生可視圖像，并將這樣的圖像提供給用戶。
[0003]為了對目標對象(例如，人體)的內(nèi)部橫截面進行成像，磁共振成像設備使用原子核隨著指定頻率的電磁波而共振的核磁共振(NMR)。
[0004]在目標對象(例如，人體)內(nèi)的元素氫(H)、磷(P)、鈉(Na)或各種碳同位素的原子核均具有具備稱為自旋的特性的粒子。因此，如果原子核暴露于外部磁場(即，靜磁場)并因此被磁化，則原子核的自旋按照磁場的方向排列并且通過從磁場接收的轉矩以針對中心軸指定的角度快速旋轉，這樣的現(xiàn)象稱為進動(precession)。同樣由本領域普通技術人員已知的進動的頻率也稱為拉莫(Larmor)頻率。這樣的拉莫頻率與靜磁場的強度成比例。當頻率等于或類似于拉莫頻率的電磁波被施加于上述原子核時，原子核的磁化矢量共振并因此與靜磁場呈正交朝向。此時，磁化矢量在鄰近的RF線圈上感應通常稱為自由感應衰減(FID)信號的電壓信號。磁共振成像設備從感應的電壓信號產(chǎn)生目標對象(例如，人體)的內(nèi)部圖像，并將產(chǎn)生的圖像提供給用戶。
[0005]由于磁共振成像設備主要對氫原子的分布進行成像，故磁共振成像設備在具有大量氫原子的人體的觀察中是有益的。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]因此，本發(fā)明的一個示例性方面在于提供一種將電磁波施加到目標對象或接收從目標對象產(chǎn)生的磁共振信號的具有高接收靈敏度的相控陣列RF線圈模塊以及使用該相控陣列RF線圈模塊的磁共振成像設備。
[0007]本發(fā)明的另一示例性方面在于提供一種用于提高磁共振成像設備的輸出圖像的信號噪聲比的具有高接收靈敏度的相控陣列RF線圈模塊以及使用該相控陣列RF線圈模塊的磁共振成像設備。
[0008]本發(fā)明的另一示例性方面在于提供一種避免當使用僅包括環(huán)形線圈的相控陣列RF線圈時產(chǎn)生的信號噪聲比的降低的相控陣列RF線圈模塊以及使用該相控陣列RF線圈模塊的磁共振成像設備。
[0009]本發(fā)明的另一示例性方面在于提供一種減少磁共振成像設備的成像時間的相控陣列RF線圈模塊以及使用該相控陣列RF線圈模塊的磁共振成像設備。
[0010]將在接下來的描述中部分闡述本發(fā)明另外的示例性方面，可以通過描述對本領域的普通技術人員邏輯地呈現(xiàn)本發(fā)明另外的示例性方面，或者可以經(jīng)過無需過度試驗的本發(fā)明的實施而得知。[0011]根據(jù)本發(fā)明的示例性方面，一種相控陣列RF線圈模塊包括:至少一個第一相控陣列RF線圈單元，產(chǎn)生具有與目標對象的表面水平的分量的磁場；以及第二相控陣列RF線圈單元，產(chǎn)生具有與目標對象的表面垂直的分量的磁場。
[0012]所述至少一個第一相控陣列RF線圈單元可包括彼此電連接并被布置為彼此相反的兩個導體表面。
[0013]所述至少一個第一相控陣列RF線圈單元可包括至少一個導體表面和通過平行排列多條導線而形成的導線組，所述至少一個導體表面和導線組可彼此電連接并被布置(排列)為彼此相反。
[0014]所述至少一個第一相控陣列RF線圈單元可包括例如通過平行排列第一多條導線而形成的第一導線組和通過平行排列第二多條導線而形成的第二導線組，第一導線組和第二導線組可彼此電連接并被布置為彼此相反。
[0015]所述至少一個第一相控陣列RF線圈單元可包括被布置為彼此鄰近以形成按照相反方向的磁場的兩個環(huán)形結構，并且所述至少一個第一相控陣列RF線圈單元可包括按照數(shù)字8的形狀形成的至少一條導線。
[0016]第二相控陣列RF線圈單元可包括彼此組合的多個環(huán)形線圈。
[0017]可按照例如頭盔形狀來組合所述至少一個第一相控陣列RF線圈單元和第二相控陣列RF線圈單元。在此情況下，可在頭盔形狀的頂部區(qū)域形成所述至少一個第一相控陣列RF線圈單元。
[0018]可按照肩部和胸部盔甲形狀來組合所述至少一個第一相控陣列RF線圈單元和第二相控陣列RF線圈單元。在此情況下，可在肩部和胸部盔甲形狀的肩部區(qū)域形成所述至少一個第一相控陣列RF線圈單元。
[0019]所述至少一個第一相控陣列RF線圈單元或第二相控陣列RF線圈單元可將電磁波施加到目標對象，或從目標對象接收磁共振信號。
[0020]根據(jù)本發(fā)明的另一不例性方面，一種相控陣列RF線圈模塊包括:至少一個第一相控陣列RF線圈單元，產(chǎn)生具有與暴露在外部磁場中的目標對象周圍的外部磁場基本上正交的分量的磁場；以及第二相控陣列RF線圈單元，產(chǎn)生具有與目標對象的表面垂直的分量的磁場。這里，可按照頭盔形狀來組合所述至少一個第一相控陣列RF線圈單元和第二相控陣列RF線圈單元，并且可在頭盔形狀的頂部區(qū)域形成所述至少一個第一相控陣列RF線圈單元。
[0021]根據(jù)本發(fā)明的另一示例性方面，一種磁共振成像設備包括:靜磁場線圈單元，在目標對象周圍形成靜磁場；RF線圈單元，將電磁波施加到圍繞其形成靜磁場的目標對象以在目標對象中引起磁共振，并接收根據(jù)磁共振產(chǎn)生的磁共振信號。在此情況下，RF線圈單元可包括:至少一個第一相控陣列RF線圈單元，產(chǎn)生具有與目標對象的表面水平的分量的磁場；以及第二相控陣列RF線圈單元，產(chǎn)生具有與目標對象的表面垂直的分量的磁場。
[0022]所述至少一個第一相控陣列RF線圈單元可包括彼此電連接并被布置為彼此相反的兩個導體表面。
[0023]所述至少一個第一相控陣列RF線圈單元可包括至少一個導體表面和通過平行排列多條導線而形成的導線組，所述至少一個導體表面和導線組可彼此電連接并被布置為彼此相反。[0024]所述至少一個第一相控陣列RF線圈單元可包括通過平行排列多條導線而形成的第一導線組和通過平行排列多條導線而形成的第二導線組，第一導線組和第二導線組可彼此電連接并被布置為彼此相反。
[0025]所述至少一個第一相控陣列RF線圈單元可包括被布置為彼此鄰近以形成按照相反方向的磁場的兩個環(huán)形結構。在此情況下，所述至少一個第一相控陣列RF線圈單元可包括按照例如數(shù)字8的形狀形成的至少一條導線。
[0026]第二相控陣列RF線圈單元可包括彼此組合的多個環(huán)形線圈。
[0027]可按照頭盔形狀來組合所述至少一個第一相控陣列RF線圈單元和第二相控陣列RF線圈單元。在此情況下，可在頭盔形狀的頂部區(qū)域形成所述至少一個第一相控陣列RF線圈單元。
[0028]所述至少一個第一相控陣列RF線圈單元或第二相控陣列RF線圈單元可將電磁波施加到目標對象，或從目標對象接收磁共振信號。
[0029]根據(jù)本發(fā)明的另一示例性方面，一種磁共振成像設備包括:靜磁場線圈單元，在目標對象周圍形成靜磁場；RF線圈單元，包括產(chǎn)生具有與靜磁場正交的分量的磁場的至少一個第一相控陣列RF線圈單元以及產(chǎn)生具有與目標對象的表面垂直的分量的磁場的第二相控陣列RF線圈單元。
[0030]在本發(fā)明的該示例性方面中，可按照頭盔形狀來組合所述至少一個第一相控陣列RF線圈單元和第二相控陣列RF線圈單元，并且可在頭盔形狀的頂部區(qū)域形成所述至少一個第一相控陣列RF線圈單元
[0031]此外，可按照肩部和胸部盔甲形狀來組合所述至少一個第一相控陣列RF線圈單元和第二相控陣列RF線圈單元。在此情況下，可在肩部和胸部盔甲形狀的肩部區(qū)域形成所述至少一個第一相控陣列RF線圈單元。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0032]通過下面結合附圖對示例性實施例進行的描述，本發(fā)明的這些和/或示例性方面將會對本領域普通技術人員變得更易于理解，其中:
[0033]圖1是示出根據(jù)本發(fā)明示例性實施例的相控陣列RF線圈模塊的配置的示圖；
[0034]圖2A、圖2B和圖2C是根據(jù)本發(fā)明示例性實施例的相控陣列RF線圈模塊的透視圖、正視圖和側視圖；
[0035]圖2D是根據(jù)本發(fā)明另一示例性實施例的相控陣列RF線圈模塊的正視圖；
[0036]圖3A是根據(jù)本發(fā)明示例性實施例的第一相控陣列RF線圈單元的示圖；
[0037]圖3B是示出由根據(jù)本發(fā)明示例性實施例的第一相控陣列RF線圈單元產(chǎn)生的磁力線的示圖；
[0038]圖4A是根據(jù)本發(fā)明另一示例性實施例的第一相控陣列RF線圈單元的示圖；
[0039]圖4B是示出由根據(jù)本發(fā)明示例性實施例的第一相控陣列RF線圈單元產(chǎn)生的磁力線的示圖；
[0040]圖5A和圖5B是根據(jù)本發(fā)明另一不例性實施例的第一相控陣列RF線圈單兀的不圖；
[0041]圖5C是示出由根據(jù)本發(fā)明示例性實施例的第一相控陣列RF線圈單元產(chǎn)生的磁力線的示圖；
[0042]圖6A和圖6B是根據(jù)本發(fā)明另一示例性實施例的第一相控陣列RF線圈單元的示圖；
[0043]圖6C是示出由根據(jù)本發(fā)明示例性實施例的第一相控陣列RF線圈單元產(chǎn)生的磁力線的示圖；
[0044]圖6D是根據(jù)本發(fā)明示例性實施例的第一相控陣列RF線圈單元的電路圖；
[0045]圖7A是根據(jù)本發(fā)明另一示例性實施例的第一相控陣列RF線圈單元的示圖；
[0046]圖7B是根據(jù)本發(fā)明示例性實施例的第一相控陣列RF線圈單元的電路圖；
[0047]圖8A是根據(jù)本發(fā)明另一示例性實施例的第一相控陣列RF線圈單元的示圖；
[0048]圖SB是根據(jù)本發(fā)明示例性實施例的第一相控陣列RF線圈單元的電路圖；
[0049]圖9A是根據(jù)本發(fā)明另一示例性實施例的第一相控陣列RF線圈單元的示圖；
[0050]圖9B是根據(jù)本發(fā)明示例性實施例的第一相控陣列RF線圈單元的電路圖；
[0051]圖10是根據(jù)本發(fā)明另一示例性實施例的第一相控陣列RF線圈單元的示圖；
[0052]圖1lA是根據(jù)本發(fā)明另一示例性實施例的第一相控陣列RF線圈單元的示圖；
[0053]圖1lB是示出由根據(jù)本發(fā)明示例性實施例的第一相控陣列RF線圈單元產(chǎn)生的磁力線的示圖；
[0054]圖12是根據(jù)本發(fā)明另一示例性實施例的第一相控陣列RF線圈單元的示圖；
[0055]圖13是根據(jù)本發(fā)明示例性實施例的第二相控陣列RF線圈單元的示圖；
[0056]圖14是根據(jù)本發(fā)明示例性實施例的放大器的電路圖；
[0057]圖15是示出根據(jù)本發(fā)明示例性實施例的磁共振成像設備的配置的示圖；
[0058]圖16是根據(jù)本發(fā)明示例性實施例的磁共振成像設備的透視圖；
[0059]圖17是示出磁共振成像設備的示例的示圖；
[0060]圖18是根據(jù)本發(fā)明另一示例性實施例的磁共振成像設備的透視圖；
[0061]圖19是根據(jù)本發(fā)明另一示例性實施例的磁共振成像設備的透視圖。
【具體實施方式】
[0062]現(xiàn)將詳細參照本發(fā)明的示例性實施例，其示例在附圖中示出，其中，相同標號始終表示相同元件。
[0063]圖1是示出根據(jù)本發(fā)明示例性實施例的相控陣列RF線圈模塊的配置的示圖。
[0064]如圖1所示，根據(jù)本發(fā)明示例性實施例的相控陣列RF線圈模塊10可包括第一相控陣列RF線圈單元100和第二相控陣列RF線圈單元200。
[0065]第一相控陣列RF線圈單元100產(chǎn)生具有與目標對象(ob)的表面水平或者按照與目標對象(ob)的表面基本上水平的方向的分量的磁場。換句話說，如圖1所示，由第一相控陣列RF線圈單元100產(chǎn)生的磁場的磁力線被表示為與目標對象(ob)的表面平行。
[0066]然而，在這種情況下，由第一相控陣列RF線圈單元100產(chǎn)生的磁場并不總是在所有區(qū)域中與目標對象(ob)的表面水平(或基本上水平)。例如，在磁場入射到目標對象(ob)上的情況下，磁場的一部分可具有按照與目標對象(ob)的表面垂直的方向的分量。然而，由第一相控陣列RF線圈單元100產(chǎn)生的磁場通常具有與目標對象(ob)的表面水平的分量。
[0067]因此，當拉莫頻帶的RF電流被施加于第一相控陣列RF線圈單元100時，在第一相控陣列RF線圈單元100中產(chǎn)生以拉莫頻率旋轉的旋轉磁場，并且這樣的磁場的主要分量與目標對象(ob)的表面水平。由第一相控陣列RF線圈單元100產(chǎn)生的磁場引起目標對象(ob)中的原子核的核磁共振(NMR)。因此，可在發(fā)送模式下使用第一相控陣列RF線圈單元100。
[0068]此外，第一相控陣列RF線圈單元100可從目標對象(ob)接收磁共振信號。換句話說，可在接收模式下使用第一相控陣列RF線圈單元100。
[0069]如上所述，當引起目標對象(ob)中的原子核的核磁共振(NMR)時,原子核的磁化矢量在一個平面上以拉莫頻率旋轉。上述旋轉的磁化矢量根據(jù)法拉第定律在第一相控陣列RF線圈單元100中產(chǎn)生電動勢?；陔妱觿菰诘谝幌嗫仃嚵蠷F線圈單元100中流動的電信號成為磁共振信號。
[0070]第二相控陣列RF線圈單元200產(chǎn)生與目標對象(ob)的表面垂直或者按照幾乎與目標對象(ob)的表面垂直的方向的磁場。更具體地，如圖1所示，由第二相控陣列RF線圈單元200產(chǎn)生的磁場的磁力線被表示為與目標對象(ob)的表面正交。
[0071]然而，在一些情況下，由第二相控陣列RF線圈單元200產(chǎn)生的磁場不能總是僅包括在所有區(qū)域中與目標對象(ob)的表面垂直的分量。磁場的一部分可具有針對線指定的角度或者與目標對象(ob)的表面正交的平面。然而，由第二相控陣列RF線圈單元200產(chǎn)生的磁場主要具有與目標對象(ob)的表面垂直的分量。
[0072]按照與第一相控陣列RF線圈單元100相同的方式，當拉莫頻帶的RF電流被施加于第二相控陣列RF線圈單元200時，第二相控陣列RF線圈單元200產(chǎn)生具有按照與目標對象(ob)的表面垂直方向的分量的磁場。由第二相控陣列RF線圈單兀200產(chǎn)生的磁場還可引起目標對象(ob)中的原子核的核磁共振(NMR)。
[0073]此外，第二相控陣列RF線圈單元200可從目標對象(ob)接收磁共振信號。因此，以與由第一相控陣列RF線圈單元100的磁共振信號的接收相同的方式，第二相控陣列RF線圈單元200可接收基于由第二相控陣列RF線圈單元200通過在目標對象(ob)中的原子核中引起的核磁共振(NMR)產(chǎn)生的電動勢的核磁共振信號。
[0074]如圖1所示，相控陣列RF線圈模塊10的第一相控陣列RF線圈單元100和第二相控陣列RF線圈單元200可被連接到電源，諸如電源310。電源310將電流提供到第一相控陣列RF線圈單元100和第二相控陣列RF線圈單元200，因此引起第一相控陣列RF線圈單元100和第二相控陣列RF線圈單元200產(chǎn)生具有水平方向的分量和垂直方向的分量的磁場。電源310可將拉莫頻帶的RF電流施加到第一相控陣列RF線圈單元100和第二相控陣列RF線圈單元200。
[0075]線圈控制單元320控制電源310，從而電源310將電流提供到第一相控陣列RF線圈單元100和第二相控陣列RF線圈單元200或者停止將電流提供到第一相控陣列RF線圈單元100和第二相控陣列RF線圈單元200。此外，線圈控制單元320可控制提供到第一相控陣列RF線圈單元100和第二相控陣列RF線圈單元200的電流的強度。
[0076]根據(jù)示例性實施例，第一相控陣列RF線圈單元100和第二相控陣列RF線圈單元200可連接到放大器330或數(shù)據(jù)收集單元340。
[0077]放大器330對由第一相控陣列RF線圈單元100或第二相控陣列RF線圈單元200接收的磁共振信號進行放大。由第一相控陣列RF線圈單元100或第二相控陣列RF線圈單元200接收的磁共振信號可能非常微弱。因此，放大器330將磁共振信號放大到合適的強度。低噪聲預放大器可被用作根據(jù)示例性實施例的放大器330。
[0078]包括非暫時性機器可讀存儲器的數(shù)據(jù)收集單元340基于發(fā)送到第一相控陣列RF線圈單元100、第二相控陣列RF線圈單元200或放大器330的磁共振信號或者放大的磁共振信號來收集關于目標對象(ob)(例如，人體的內(nèi)部)的信息，并根據(jù)需要臨時或非臨時性地存儲所述信息。
[0079]圖像處理單元350包括諸如處理器或微處理器的電路，并基于由數(shù)據(jù)收集單元340收集或存儲在數(shù)據(jù)收集單元340中的磁共振信號或者放大的磁共振信號來產(chǎn)生磁共振圖像。由圖像處理單元350產(chǎn)生的磁共振圖像被顯示給用戶，從而用戶可以可視地確認目標對象(ob )的內(nèi)部組織、材料和結構。
[0080]以下，現(xiàn)將詳細描述上述的相控陣列RF線圈模塊10。
[0081 ] 圖2A、圖2B和圖2C是根據(jù)本發(fā)明示例性實施例的相控陣列RF線圈模塊的示圖。
[0082]如圖2A、圖2B和圖2C所示，相控陣列RF線圈模塊10可具有頭盔形狀。也就是說，可以以頭盔形狀來組合第一相控陣列RF線圈單元100和第二相控陣列RF線圈單元200。這里，我們假設垂直地穿過頭盔形狀的相控陣列RF線圈模塊10的上端(即，頂部區(qū)域)的虛線是Z軸。
[0083]如果人體的頭部是目標對象(ob)，則頭盔形狀的相控陣列RF線圈模塊10可被用于對人體的頭部的內(nèi)部組織(例如，腦)進行成像。更詳細地，頭盔形狀的相控陣列RF線圈模塊10可被用于功能性腦成像或腦灌注成像。頭盔形狀的相控陣列RF線圈模塊10圍繞著整個頭部，從而可更精確地從頭部接收大量的磁共振信號。
[0084]在這種情況下，如果使用磁共振成像設備對腦組織進行成像，則目標對象(S卩，人體的頭部)被插入到頭盔形狀的相控陣列RF線圈模塊10，并且在頭盔形狀的相控陣列RF線圈模塊10的上部沿著Z軸形成靜磁場。
[0085]根據(jù)圖2A至圖2C所示的實施例，至少一個第一相控陣列RF線圈單元100被布置在頭盔形狀的相控陣列RF線圈模塊10的上端(即，頂部區(qū)域)，并且第二相控陣列RF線圈單元200被布置在除了頂部區(qū)域之外的其它區(qū)域。
[0086]如果外部磁場(例如，磁共振成像設備的靜磁場)沿著Z軸形成并且第一相控陣列RF線圈單元100位于頂部區(qū)域的中心，則由第一相控陣列RF線圈單元100產(chǎn)生的磁場的主要分量可以與靜磁場正交。也就是說，第一相控陣列RF線圈單元100可產(chǎn)生具有X軸或Y軸方向分量的磁場。
[0087]圖2D是根據(jù)本發(fā)明另一示例性實施例的相控陣列RF線圈模塊的正視圖。
[0088]如圖2D所示，可以以安裝在人體的肩部和胸部上的肩部和胸部盔甲形狀來形成相控陣列RF線圈模塊10。例如，可以以肩部和胸部盔甲形狀組合第一相控陣列RF線圈單元100和第二相控陣列RF線圈單元200并將其放置在目標上。假設在此特定示例中，當肩部和胸部盔甲形狀的相控陣列RF線圈模塊10被安裝在人體(更詳細地，肩部或胸部)上時，從人體的腿的位置延伸到人體的頭部的位置的虛線是Z軸。
[0089]肩部和胸部盔甲形狀的相控陣列RF線圈模塊10可被用于檢查人的肩部或肩部的組織以及胸部區(qū)域(例如，肺、心)或者人體的肩部或胸部區(qū)域的內(nèi)部器官(諸如，肩部肌肉或韌帶以及關節(jié)腔)。本領域人員理解并領會，與人體的不同區(qū)域的外形相一致的類似結構落在要求保護的本發(fā)明的精神和范圍之內(nèi)。
[0090]更詳細地，肩部和胸部盔甲形狀的相控陣列RF線圈模塊10在磁共振成像中通?？筛采w肩部、胸部和上臂，從而從肩部或胸部接收磁共振信號。
[0091]目標對象(B卩，人體的肩部或胸部)被插入到肩部和胸部盔甲形狀的相控陣列RF線圈模塊10。這里，人體的肩部和胸部均被插入到肩部和胸部盔甲形狀的相控陣列RF線圈模塊10。如果磁共振成像設備被用于獲得人體的肩部或胸部區(qū)域的圖像，則按照圖2D的向下方向沿著Z軸來形成靜磁場。
[0092]根據(jù)圖2D中示出的示例性實施例，至少一個第一相控陣列RF線圈單元100被布置在上端，即，肩部和胸部盔甲形狀的相控陣列RF線圈模塊10的與肩部和胸部盔甲形狀的相控陣列RF線圈模塊10的表面正交的虛線與Z軸平行或者虛線與Z軸之間的角度足夠小的區(qū)域，例如，肩部和胸部盔甲形狀的相控陣列RF線圈模塊10的肩部區(qū)域。在這種情況下，第二相控陣列RF線圈單元200可被布置在除了布置第一相控陣列RF線圈單元100的區(qū)域之外的其它區(qū)域，例如，圍繞人體的胸部的肩部和胸部盔甲形狀的相控陣列RF線圈模塊10的區(qū)域。
[0093]如果外部磁場(例如，磁共振成像設備的靜磁場)沿著Z軸形成并且第一相控陣列RF線圈單元100位于肩部區(qū)域，則由第一相控陣列RF線圈單元100產(chǎn)生的磁場的主要分量可以與靜磁場正交。例如，如圖2D所示，第一相控陣列RF線圈單元100可產(chǎn)生具有X軸或Y軸方向分量的磁場。
[0094]上述圖2A至圖2D中示出的第一相控陣列RF線圈單元100與根據(jù)圖4A至圖4d中示出的另一實施例中的第一相控陣列RF線圈單元(將在后面描述)類似，但并不限于此。布置在頂部區(qū)域的第一相控陣列RF線圈單元100可被應用于將通過圖3A至圖12示出的各個實施例。
[0095]第二相控陣列RF線圈單元200可包括多個線圈元件。各個線圈元件可以是例如圓形或六邊形的環(huán)形線圈，如圖2A、圖2B和圖2C所示。
[0096]由第二相控陣列RF線圈單元200的各個線圈元件產(chǎn)生的磁場可以根據(jù)頭盔形狀的相控陣列RF線圈模塊10上的線圈元件的位置而與外部靜磁場平行或正交。例如，按照與靜磁場平行或與靜磁場存在微小角度(即，基本上平行)的目標對象(ob)(例如，頭部)的方向來形成由第二相控陣列RF線圈單元200的布置為靠近于頂部區(qū)域的線圈元件形成的磁場的分量。另一方面，按照與靜磁場正交或與靜磁場存在大的角度的目標對象(ob )的方向來形成由第二相控陣列RF線圈單元200的布置在頭盔形狀的相控陣列RF線圈模塊10的側表面的線圈元件形成的磁場的分量。
[0097]如果第二相控陣列RF線圈單元200取代于第一相控陣列RF線圈單元100而位于頂部區(qū)域，則可以以與外部靜磁場相同的方式，在Z軸方向按照與外部靜磁場平行來形成由第二相控陣列RF線圈單元200產(chǎn)生的磁場。僅通過具有與靜磁場正交的分量的磁場來確定相控陣列RF線圈模塊10的接收敏感度。因此，如果第二相控陣列RF線圈單元200位于與頂部區(qū)域最靠近，并從而產(chǎn)生與靜磁場平行的或與靜磁場幾乎平行的磁場，即，產(chǎn)生按照Z軸方向的磁場，并且對磁共振信號的接收敏感度可能會相對低。
[0098]因此，如圖2A至圖2C所示，如果第一相控陣列RF線圈單元100被布置在頂部區(qū)域，則第一相控陣列RF線圈單元100產(chǎn)生與靜磁場垂直的分量的磁場，從而可提高對磁共振信號的接收敏感度。
[0099]在使用相控陣列RF線圈模塊10產(chǎn)生磁共振圖像中，基于關于由第一相控陣列RF線圈單元100獲得的目標對象(Ob)的信息來產(chǎn)生頂部區(qū)域的磁共振圖像，并通過第二相控陣列RF線圈單元200獲得其它區(qū)域的磁共振圖像。因此，可提高最終產(chǎn)生的磁共振圖像的信號噪聲比。
[0100]第二相控陣列RF線圈單元200的各個線圈元件的相對空間位置彼此不同。因此，由各個線圈元件接收的磁共振信號的相位不同。因此，當基于由第二相控陣列RF線圈單元200的各個線圈元件接收的信號來產(chǎn)生圖像時，可考慮線圈元件的接收的相位來提高圖像的信號噪聲比。
[0101]可按照統(tǒng)一間隔來排列第二相控陣列RF線圈單元200的各個線圈元件。然而，如圖2A、圖2B和圖2C所示，可將線圈元件排列為使得鄰近的線圈元件彼此重疊以最小化鄰近的線圈元件之間的電磁耦合。
[0102]為了穩(wěn)定地握住頭盔形狀的相控陣列RF線圈模塊10，相控陣列RF線圈模塊10可包括固定第一相控陣列RF線圈單元100和第二相控陣列RF線圈單元200的頭盔形狀框架90(圖2A)。在這種情況下，頭盔形狀框架可以是設置有安裝在內(nèi)側或外側的第一相控陣列RF線圈單元100和第二相控陣列RF線圈單元200的外罩。
[0103]以下，現(xiàn)將描述根據(jù)各種示例性實施例的第一相控陣列RF線圈單元10。
[0104]圖3A和圖3B是示出根據(jù)本發(fā)明示例性實施例的第一相控陣列RF線圈單元的示圖。如圖3A和圖3B所示，第一相控陣列RF線圈單元100可包括按照矩形形狀并與指定軸(例如，Z軸)傾斜了指定所夾角度Θ的導線110。這里在該示例中，指定所夾角度Θ可以是O度，或者與O度接近的角度。在磁共振成像設備中的情況下，Z軸方向可以是外部磁場的方向，例如，靜磁場的方向。
[0105]如圖3A所示，當從外部電源310提供的電流“I”沿著按照順時針方向的導線111到114轉動時，如圖3B所示，圍繞第一相控陣列RF線圈單元100的導線111和113產(chǎn)生磁場B、BI和B2。根據(jù)各種示例性實施例，電流I可以是拉莫頻率的AC，在這種情況下，產(chǎn)生的磁場可以是具有與電流I相同振動頻率的AC磁場。
[0106]如圖3B所示，產(chǎn)生的磁場B、B1和B2具有與Z軸垂直的X軸分量和Y軸分量。如果所夾角度足夠小，例如，具有與O度接近的值，則磁場的垂直于Z軸的分量(例如，X軸分量或Y軸分量)進一步增加。由于對磁共振信號的敏感度隨著X軸分量或Y軸分量增加而增力口，故可由包括按照矩形形狀形成的導線110的第一相控陣列RF線圈單元100充分地增加磁共振信號的接收敏感度。如果所夾角度接近90度，則第一相控陣列RF線圈單元100變?yōu)榕c第二相控陣列RF線圈單元200基本上相同，從而X軸分量或Y軸分量變?yōu)橄鄬苄　Ｒ虼?，僅Z軸分量實質(zhì)上存在，從而未提高接收靈敏度。
[0107]繼續(xù)參照圖3B，由第一相控陣列RF線圈單元100的成像區(qū)域“R”位于由位于靠近目標對象(ob)的導線113產(chǎn)生的按照目標對象(ob)的方向的磁場B2的一部分(例如，圖3B的位于導線110中的較低的導線113之下的磁場B2的一部分)內(nèi)。換句話說，如圖3A和圖3B所示，如果形成了第一相控陣列RF線圈單元100，則在導線113之下產(chǎn)生包括垂直于Z軸的分量(例如，垂直于磁共振成像設備中的靜磁場的分量，即，包括X軸分量和Y軸分量的磁場)的磁場，從而可接收合適的磁共振成像信號。[0108]圖4A和圖4B是示出根據(jù)本發(fā)明另一示例性實施例的第一相控陣列RF線圈單元的示圖。如圖4A和圖4B所示，第一相控陣列RF線圈單元100可包括布置為彼此相反的兩個導體表面，即，第一導體表面121和第二導體表面122。
[0109]兩個導體表面121和122可被平行布置。當然，導體表面121和122兩者不總是被平行布置，其也并不是實施本發(fā)明的所必需。各個導體表面121和122可以在指定點與導體結構(例如，導線123a至123d)組合。例如，第一導體表面121在第一點123al連接到第一導線123a或在第二點123bl連接到第一導線123b。以相同方式,第二導體表面122在第三點123a2連接到第一導線123a或在第四點123b2連接到第二導線123b。結果，第一導體表面121和第二導體表面122可通過導體結構(例如，導線123a至123d)而電連接。
[0110]當通過例如第二導線123b來施加從電源310提供的電流時,片形(sheet type)電流J在第一導體表面121和第二導體表面122中流動。換句話說，形成片形電流密度。這里，如圖4A所示，片形電流J在第一導體表面121中流動，片形電流按照相反方向在第二導體表面122中流動，如圖4B所示，根據(jù)沿著導體表面121和122的片形電流J產(chǎn)生具有垂直于Z軸的分量的磁場BI和B2。
[0111]按照與先前的示例性實施例相同的方式，成像區(qū)域“R”位于由與目標對象(Ob)相對近的導體表面(即，第二導體表面122)產(chǎn)生的按照目標對象(ob)的方向的磁場B2的一部分(例如，圖4B的位于第二導體表面122之下的磁場B2的一部分)內(nèi)。換句話說，如圖4A和圖4B所示，如果形成了第一相控陣列RF線圈單元100，則在靠近目標對象(ob)的導體表面(例如，第二導體表面122)之下產(chǎn)生包括垂直于靜磁場(目標對象(ob)暴露于該靜磁場)的分量的磁場，從而可接收合適的磁共振成像信號。
[0112]在這種情況下，可獲得具有X軸分量或Y軸分量的寬區(qū)域磁場，從而可獲得對磁共振信號的接收靈敏度高的寬區(qū)域。
[0113]圖5A至圖5C是根據(jù)本發(fā)明另一示例性實施例的第一相控陣列RF線圈單元的示圖。如圖5A和圖5B所不，第一相控陣列RF線圈單兀100可包括至少一個導體表面131和通過平行排列多條導線132a至132d形成的導線組132。這里，導線組132的多條導線132a至132d可被平行連接。
[0114]根據(jù)示例性實施例，導體表面131和導線組132可被布置為彼此相反。在這種情況下，導體表面131和導線組132可被平行布置。然而，本領域人員應理解本發(fā)明中的環(huán)形導體表面131和導線組132不總是被平行布置，連接到導體表面131和導線組132的各條虛線可在指定的外部點穿過彼此。此外，如圖5A所示，根據(jù)一個示例性實施例，導體表面131和導線組132可被布置為使得導線組132比導體表面131到目標對象(ob)相對更近，或者如圖5B所示，根據(jù)另一示例性實施例，導體表面131和導線組132可被布置為使得導體表面131比導線組132到目標對象(ob)相對更近。
[0115]導體表面131和導線組132可通過導體結構(例如，導線133和134)而電連接。如圖3A和圖3B或圖4A和圖4B所示，如先前的示例性實施例中所述，連接導體表面131和導線組132的導線133和134中的至少一條可連接到外部電源。以下，在第一相控陣列RF線圈單元100的描述中，將從附圖中省略外部電源。
[0116]當外部電源提供電流時，提供的電流通過例如一條導線133被引入到第一相控陣列RF線圈單元100。隨后，電流Il在導線組132的各條導線132a至132d中流動，片形電流J在第一導體表面131中流動。如果各條導線132a至132d被平行連接，則在導線組132的各條導線132a至132d中流動的電流Il可具有通過按照導線組132的導線132a至132d的數(shù)量來劃分引入的電流的強度而獲得的強度。例如，如圖5A所示，如果導線組132包括四條導線，則在各條導線132a至132d中流動的電流Il的強度可以是引入的電流的強度的四分之一。然而，如果各條導線132a至132d的電阻不同，則在各條導線132a至132d中流動的電流的強度可以不同。
[0117]在這種情況下，如圖5A所示，在導線組132中流動的電流Il和在第一導體表面131中流動的片形電流J按照相反方向流動。結果，如圖5C所示，產(chǎn)生具有垂直于Z軸的分量的磁場BI和B2。
[0118]如圖5A所示，如果導線組132比導體表面131更靠近目標對象(ob)，則用于磁共振成像的成像區(qū)域R位于由導體表面131和導線組132產(chǎn)生的按照目標對象(ob)的方向的磁場BI和B2中更靠近目標對象(ob)的磁場B2的一部分(例如，圖5C的位于導線組132之下的磁場B2的一部分)之內(nèi)。換句話說，如果第一相控陣列RF線圈單元100包括彼此電連接并被平行布置的導體表面131和導線組132，在更靠近目標對象(ob)的導線組132之下產(chǎn)生包括垂直于Z軸的分量的磁場(即，靜磁場)，從而第一相控陣列RF線圈單元100可接收合適的寬區(qū)域磁共振成像信號。按照相同的方式，如圖5B所示，如果導體表面131比導線組132更靠近目標對象(ob)，則在比導線組132更靠近目標對象(ob)的導體表面131之下產(chǎn)生包括垂直于Z軸的分量的磁場(B卩，靜磁場)，從而第一相控陣列RF線圈單元100可接收合適的寬區(qū)域磁共振成像信號。
[0119]如上所述，如果第一相控陣列RF線圈單元100包括導體表面131和導線組132，則可避免在導體表面的端部上的片形電流的聚集，從而可穩(wěn)定地產(chǎn)生磁場。
[0120]如果導線組132包括足夠大量的導線，則根據(jù)本示例性實施例的第一相控陣列RF線圈單元100可產(chǎn)生基本上與由根據(jù)圖4A和圖4B所示并在上面描述的先前的示例性實施例的第一相控陣列RF線圈單兀100產(chǎn)生的磁場相同或相似的磁場。
[0121]圖6A至圖6D是示出根據(jù)本發(fā)明另一示例性實施例的第一相控陣列RF線圈單元的示圖。如圖6A至圖6D所示，第一相控陣列RF線圈單元100可包括通過平行排列多條導線141a至141e形成的第一導線組141以及通過平行排列多條導線142a至142d形成的第二導線組142。這里，如圖6A至圖6D所示，各個導線組141和142的多條導線141a至141e和142a至142d可被平行連接。
[0122]根據(jù)示例性實施例，第一導線組141和第二導線組142可被布置為彼此相反。在這種情況下，雖然第一導線組141和第二導線組142可被平行布置，但是根據(jù)各種示例性實施例，第一導線組141和第二導線組142可被布置為使得連接到第一導線組141和第二導線組142的各條虛線可在指定的外部點穿過彼此。
[0123]根據(jù)示例性實施例，如圖6A所示，第一導線組141和第二導線組142還可針對導線141a至141e和142a至142d均還包括不同數(shù)量的導線。例如，第一導線組141可包括五條導線141a至141e，第二導線組142可包括四條導線142a至142d。在這種情況下，第一相控陣列RF線圈單元100可被設計為使得具有更大數(shù)量的導線141a至141e的導線組141比其它導線組更靠近目標對象(ob)，或可被設計為使得具有更小數(shù)量的導線142a至142d的導線組142比其它導線組更靠近目標對象(ob)。[0124]根據(jù)另一示例性實施例，如圖6B所示，第一導線組141和第二導線組142可針對導線141a至141e和142a至142e均包括相同數(shù)量的導線。例如,第一導線組141和第二導線組142可包括五條導線141a至141e以及142a至142e。
[0125]第一導線組141的導線141a至141e和第二導線組142的導線142a至142e的數(shù)量可被確定為使得通過電磁數(shù)值分析在成像區(qū)域R中形成統(tǒng)一磁場。
[0126]第一導線組141和第二導線組142可通過導體結構(例如，導線143和144)而電連接。如上所述，導線143和144中的至少一條可連接到外部電源。
[0127]以與上面的描述相同的方式，如圖6D所示，當電源310提供電流時，提供的電流通過一條導線143或144被引入到第一相控陣列RF線圈單元100的第一導線組141和第二導線組142中的一個。隨后，電流沿著第一導線組141的多條導線141a至141e以及第二導線組142的多條導線142a至142d流動。
[0128]在這種情況下，如圖6A所示，沿著第一導線組141的多條導線141a至141e流動的電流以及沿著第二導線組142的多條導線142a至142d流動的電流按照相反的方向流動。結果，如圖6C所不,產(chǎn)生具有垂直于Z軸的分量的磁場BI和B2。
[0129]如圖6C所示，成像區(qū)域R位于多個導線組141和142中最靠近目標對象(ob)的導線組(例如，第二導線組142)之下。換句話說，如果第一相控陣列RF線圈單元100包括多個導線組，例如，第一導線組141和第二導線組142，則在最靠近目標對象(ob)的第二導線組142之下產(chǎn)生包括垂直于Z軸的分量(B卩，X軸分量和/或Y軸分量)的磁場(即，靜磁場),從而可以通過最靠近目標對象(ob)的導線組(例如，第二導線組142)以高接收靈敏度接收合適的磁共振成像信號。
[0130]如果第一相控陣列RF線圈單元100包括彼此電連接并被布置為彼此相反的第一導線組141和第二導線組142，則可避免由于由渦電流引起的洛倫茲力而導致的振動或噪聲，并且可避免梯度磁場的性能降低。
[0131]圖7A和圖7B是示出根據(jù)本發(fā)明另一示例性實施例的第一相控陣列RF線圈單元的示圖。如圖7A和圖7B所示，第一相控陣列RF線圈單元100可包括四個導線組，S卩，第一導線組151至第四導線組154。
[0132]各個導線組151至154包括平行布置的多條導線151a至151e、152a至152e、153a至153d和154a至154d。如圖7A或圖7B所示，各個導線組151和154的多條導線151a至151e、152a至152e、153a至153d和154a至154d可被平行地電連接。
[0133]第一導線組151和第二導線組152被布置為彼此最靠近并彼此順序連接。第一導線組151和第二導線組152通過導體結構(例如，第一導線155)而串行電連接。此外，第三導線組153和第四導線組154被布置為彼此最靠近并彼此順序連接。第三導線組153和第四導線組154通過導體結構(例如，第二導線156)而串行電連接。
[0134]如圖7A所示，第一導線組151和第二導線組152以及第三導線組153和第四導線組154被彼此相反安裝。第一導線組151和第二導線組152以及第三導線組153和第四導線組154可被布置為彼此平行。
[0135]根據(jù)示例性實施例，第一導線組151至第四導線組154可包括不同數(shù)量的導線或包括相同數(shù)量的導線，并且多個導線組151至154的至少兩個導線組(例如，第一導線組151和第二導線組152)可包括相同數(shù)量的導線151a至151e和152a至152e。[0136]例如，如圖7A和圖7B所示，第一導線組151和第二導線組152可包括五條導線151a至151e和152a至152e，第三導線組153和第四導線組154可包括四條導線153a至153d和154a至154d。在這種情況下，第一相控陣列RF線圈單元100可安裝在相控陣列RF線圈模塊10上以使得第一導線組151和第二導線組152最靠近目標對象(ob)，或安裝在相控陣列RF線圈模塊10上以使得第三導線組153和第四導線組154最靠近目標對象(ob)。在任何事件中，每組的導線的數(shù)量以及組的數(shù)量僅是示意性地用于解釋的目的，并且權利要求并不限于這些數(shù)量。
[0137]以如上所述的相同的方式，第一導線組151至第四導線組154的導線的數(shù)量可被確定為使得通過電磁數(shù)值分析在成像區(qū)域R中形成統(tǒng)一磁場。
[0138]如圖7B所示，在該示例中的第一導線組151通過導體結構(例如，第三導線157)連接到第三導線組153，第二導線組152通過導體結構(例如，第四導線158)連接到第四導線組154。如上所述，第三導線157和第四導線158中的至少一條可連接到外部電源310。
[0139]如圖7B所示，電源310通過例如第四導線158將電流提供到例如第二導線組152。隨后，沿著第二導線組152 (具體地，第二導線組152的各條導線152a至152e)流動的電流順序流過串行連接到第二導線組152的第一導線組151、第三導線組153和第四導線組154。結果，如圖7A所示，在第一導線組151和第二導線組152中流動的電流的方向以及在第三導線組153和第四導線組154中流動的電流的方向相反。因此，與圖6C的描述相同，通過在第一導線組151和第二導線組152中流動的電流以及在第三導線組153和第四導線組154中流動的電流而產(chǎn)生具有垂直于Z軸的分量的磁場BI和B2。
[0140]如上所述，成像區(qū)域R位于多個導線組151至154中最靠近目標對象(ob)的導線組(例如，第三導線組153和第四導線組154的按照目標對象(ob)的方向的一部分)之下，即，在第三導線組153和第四導線組154之下。換句話說，根據(jù)本示例性實施例的第一相控陣列RF線圈單元100在第三導線組153和第四導線組154之下產(chǎn)生包括垂直于Z軸的分量(即，X軸分量和/或Y軸分量)的磁場，從而可接收磁共振成像信號。
[0141]圖8A和圖8B是示出根據(jù)本發(fā)明另一示例性實施例的第一相控陣列RF線圈單元的示圖，圖9A和圖9B是示出根據(jù)本發(fā)明另一示例性實施例的第一相控陣列RF線圈單元的示圖。如圖8A和圖SB所示，除了第一導線組141和第二導線組142之外，第一相控陣列RF線圈單元100還可包括至少一個電容，例如，第一電容144a和第二電容144b。電容144a和144b可安裝在連接第一導線組141和第二導線組142的導體結構(例如，導線143和144)上。第一相控陣列RF線圈單元100的線圈可由電容144a和144b劃分。放大器330可與導線143或144組合，其中，導線143或144與電容144a或144b組合(例如，如圖8B所示，導線143與第二電容144b組合)。由于電容144a和144b以及放大器330可減小線圈元件(例如，第一相控陣列RF線圈單元100和第二相控陣列RF線圈單元200的各個線圈元件)之間的電磁耦合并對磁共振成像信號進行放大，故第一相控陣列RF線圈單元100可有效地接收磁共振成像信號。這將在后面進行描述。
[0142]以相同的方式，如圖9A和圖9B所示，第一相控陣列RF線圈單元100還可包括電容，例如，與連接第一導線組151和第二導線組152的導線155組合的第三電容155a以及與連接第三導線組153和第四導線組154的導線156組合的第四電容155b。此外，第五電容157a可以與連接第一導線組151和第三導線組153的導線157組合，第六電容158a可以與連接第二導線組152和第四導線組154的導線158組合。在這種情況下，放大器330可以與導線157 (其與第五電容157a組合)以及導線158 (其與第六電容158a組合)中的一個組合。如上所述，電容155a至158a以及放大器330可減小線圈兀件之間的電磁I禹合并對磁共振成像信號進行放大。
[0143]圖10是根據(jù)本發(fā)明另一示例性實施例的第一相控陣列RF線圈單元的示圖。第一相控陣列RF線圈單元100可以以指定曲率彎曲。例如，如圖2A至圖2C所示，如果第一相控陣列RF線圈單元100與頭盔形狀的相控陣列RF線圈模塊10組合，則第一相控陣列RF線圈單元100需要以指定曲率彎曲以使得相控陣列RF線圈模塊10可以以頭盔形狀形成或與頭盔形狀的外罩穩(wěn)定地組合。因此，根據(jù)圖4A和圖4B示出的實施例，如果第一相控陣列RF線圈單元100包括彼此電連接并被布置為彼此相反的兩個導體表面121和122，則如圖10所示，第一相控陣列RF線圈單元100可以以指定曲率彎曲。雖然未在附圖中示出，但是根據(jù)除了圖4A和圖4B中示出的實施例之外的其它上述示例性實施例的第一相控陣列RF線圈單兀100可以以指定曲率彎曲。
[0144]圖1lA和圖1lB以及圖12是示出根據(jù)本發(fā)明其它實施例的第一相控陣列RF線圈單元的示圖。如圖1lA至圖12所示，第一相控陣列RF線圈單元100可包括布置為彼此鄰近以形成按照相反方向的磁場BI和B2的兩個環(huán)形結構。
[0145]如圖1lA和圖1lB所示，可通過一條導線160來形成兩個環(huán)形結構，并且如圖12所示，可通過兩條導線161和162來形成兩個環(huán)形結構。
[0146]如圖1lA和圖1IB所示，如果第一相控陣列RF線圈單元100包括形成兩個環(huán)形結構的一條導線160，則可按照數(shù)字8的形狀來形成導線160。如果按照數(shù)字8的形狀來形成導線160，則沿著數(shù)字8的形狀的左環(huán)形或右環(huán)形流動的電流也沿著左環(huán)形或右環(huán)形流動。然而，沿著左環(huán)形或右環(huán)形流動的電流的方向相反。例如，如圖1lA所示，當在左環(huán)形中流動的電流按照順時針方向傳導時，在右環(huán)形中流動的電流按照逆時針方向傳導。那么，如圖1lB所示，根據(jù)安培的右手螺旋法則，在左環(huán)形處產(chǎn)生按照向下方向的磁場BI，并在右環(huán)形處產(chǎn)生按照向上方向的磁場B2。這里，在數(shù)字8的形狀的第一相控陣列RF線圈單元100之下形成具有與第一相控陣列RF線圈單元100水平的分量的磁場。
[0147]因此，如果數(shù)字8的形狀的第一相控陣列RF線圈單元100與Z軸的方向(例如，靜磁場)正交，則產(chǎn)生具有與Z軸正交的X軸分量和Y軸分量的磁場，從而數(shù)字8的形狀的第一相控陣列RF線圈單元100可以以高接收靈敏度接收從目標對象(ob)產(chǎn)生的磁共振成像信號。
[0148]如圖12所示，如果第一相控陣列RF線圈單元100包括形成兩個鄰近環(huán)形結構的多條導線161和162，則當按照相反方向傳導的電流沿著多條導線161和162流動時，按照與上述相同的方式來產(chǎn)生按照相反方向的磁場BI和B2。那么，在第一相控陣列RF線圈單元100之下形成具有與第一相控陣列RF線圈單元100水平的分量的磁場。
[0149]因此，如圖12所示，如果包括多條導線161和162的第一相控陣列RF線圈單元100被與Z軸正交地安裝在相控陣列RF線圈模塊10上，則產(chǎn)生具有與Z軸正交的X軸分量和Y軸分量的磁場，從而第一相控陣列RF線圈單元100可以以高接收靈敏度接收從目標對象(ob)產(chǎn)生的磁共振成像信號。
[0150]根據(jù)示例性實施例，可按照如圖12所示的矩形形狀、圓形形狀、六邊形狀或其它多邊形狀來形成多條導線161和162。
[0151]圖13是根據(jù)本發(fā)明一個實施例的第二相控陣列RF線圈單元的示圖。如圖13所示，第二相控陣列RF線圈單元200可包括多個線圈元件,每個線圈元件包括按照圓形或多邊形形狀形成的至少一條導線。這里，線圈元件可以是環(huán)形線圈。當電流沿著圓形或多邊形形狀導線傳導時，在圓形或多邊形內(nèi)部空間產(chǎn)生磁場。如果電流I按照圖13的順時針方向沿著導線流動時，根據(jù)安培的右手螺旋法則而產(chǎn)生按照圖13的向下方向的磁場B。
[0152]雖然未在附圖中示出，但是第二相控陣列RF線圈單元200的多個線圈元件可具有2d平面形狀，或根據(jù)安裝在頭盔形狀的相控陣列RF線圈模塊10上的線圈元件的位置而具有指定的曲率。例如，布置在頭盔形狀的相控陣列RF線圈模塊10的具有大曲率的位置處的線圈元件可具有相應的曲率。
[0153]如圖2A到圖2C所示，第二相控陣列RF線圈單元200的各個線圈元件(例如，環(huán)形線圈)可以與其它線圈元件重疊。
[0154]返回參照圖1，根據(jù)各個示例性實施例，相控陣列RF線圈模塊10可連接到放大器330。為了允許相控陣列RF線圈模塊10有效地接收磁共振成像信號，放大器330連接到相控陣列RF線圈模塊10。
[0155]根據(jù)各個示例性實施例，放大器330可連接到相控陣列RF線圈模塊10的第一相控陣列RF線圈單元100和第二相控陣列RF線圈單元200兩者。此外，相控陣列RF線圈模塊10可連接到多個放大器330，并且獨立的放大器330可被分別分配給第一相控陣列RF線圈單元100和第二相控陣列RF線圈單元200。在這種情況下，各個放大器330可單獨地電連接到第一相控陣列RF線圈單元100和第二相控陣列RF線圈單元200。此外，放大器330可僅連接到第一相控陣列RF線圈單元100和第二相控陣列RF線圈單元200中的一個。
[0156]如圖14所示，連接到相控陣列RF線圈模塊10的放大器330可包括例如低噪聲預放大器331。
[0157]可使用放大器330來減小線圈元件之間的電磁耦合。圖14是根據(jù)本發(fā)明一個實施例的連接到相控陣列RF線圈模塊的放大器的電路圖。參照圖14，在左側的線圈元件(例如環(huán)形線圈)可包括劃分環(huán)形線圈的多個電容Ct，以使得線圈元件上的電流分布以操作頻率統(tǒng)一。當操作頻率高時，電容Ct的數(shù)量可增加以提高線圈元件的性能。根據(jù)示例性實施例，在左側的線圈元件可以是上述的第一相控陣列RF線圈單元100。在圖8A和圖8B以及圖9A和圖9B中示出的上述示例性實施例示出第一相控陣列RF線圈單元100的由多個電容Ct的劃分。
[0158]第一相控陣列RF線圈單元100的線圈元件可連接到具有低輸入阻抗(例如，大約I Ω )的預放大器331。在這種情況下，如圖14所示，在線圈元件與預放大器331之間提供多個電容Cl至C3以及電感L，從而執(zhí)行阻抗變換?？赏ㄟ^調(diào)節(jié)電容Cl至C3以及電感L的值來將線圈元件的阻抗增加多于預放大器331上的阻抗的幾百倍。如果按照這樣的方式來配置放大器330，則可減小線圈元件與鄰近線圈元件之間的耦合。
[0159]圖15和圖16是示出根據(jù)本發(fā)明示例性實施例的磁共振成像設備的配置的示圖，圖17是示出磁共振成像設備的示圖。圖15和圖16中示出的磁共振成像設備可包括腔體(bore) 400、線圈控制單元320、放大器330、數(shù)據(jù)收集單元340和圖像處理單元350。
[0160]如圖15和圖16所示，腔體400是磁共振成像設備的主體，當目標對象(ob)被放置到腔體400內(nèi)時，磁共振成像設備使用磁共振來執(zhí)行目標對象(ob)的磁共振成像。具體地，腔體400可設置有針對目標對象(ob)形成磁場并產(chǎn)生原子核的共振的線圈單元410。
[0161]如圖15和圖16所示,線圈單元410可包括靜磁場線圈單元411、梯度線圈單元412和RF線圈單元413 (在圖16中)或413a (在圖18中)。
[0162]靜磁場線圈單元411產(chǎn)生靜磁場以對分布在人體中的原子中的產(chǎn)生磁共振的原子(例如，諸如氫、磷和鈉的原子)的原子核進行磁化。靜磁場線圈單元411由超導電磁鐵或永磁鐵形成。為了產(chǎn)生大于0.5特斯拉的高磁通密度的磁場，使用超導電磁鐵。當諸如氫、磷和鈉的原子的原子核暴露于靜磁場時，原子核被磁化，并且原子核的磁化矢量圍繞靜磁場進動。
[0163]由靜磁場線圈單元411產(chǎn)生的靜磁場通常與腔體400驅(qū)動軸平行。換句話說，如圖17所示，按照Z軸方向來形成靜磁場。如果目標對象(ob)是人體，則從人體的頭部到腳趾來產(chǎn)生靜磁場。
[0164]梯度線圈單元412在腔體400中產(chǎn)生空間線性梯度磁場。梯度線圈單元412可使用圖17所示的按照X軸、Y軸和Z軸方向形成梯度磁場的三種類型的梯度線圈以獲得磁共振圖像。當由主磁場產(chǎn)生的諸如氫、磷和鈉的原子的原子核的磁化矢量在橫向平面上旋轉時，梯度線圈空間地控制磁化矢量的旋轉頻率或相位，從而可按照空間頻率區(qū)域(即，k空間)來表述磁共振成像信號。
[0165]RF線圈單元413在橫向平面上與所述平面平行地產(chǎn)生用于旋轉由靜磁場產(chǎn)生的磁化矢量的RF磁場。
[0166]上述的相控陣列RF線圈模塊10可被用作RF線圈單元413。如上所述，相控陣列RF線圈模塊10包括產(chǎn)生具有與目標對象的表面水平的分量的磁場的第一相控陣列RF線圈單元100以及按照與目標對象的表面的水平方向形成并產(chǎn)生具有與目標對象的表面垂直的分量的磁場的第二相控陣列RF線圈單元200中的至少一個。這里，第一相控陣列RF線圈單元100可以是根據(jù)上述幾個實施例的第一相控陣列RF線圈單元中的一個。
[0167]當拉莫頻帶的RF電流被施加于RF線圈單元413或413a時，RF線圈單元413或413a根據(jù)施加的RF電流產(chǎn)生以拉莫頻率旋轉的旋轉磁場。當旋轉磁場和磁化矢量彼此共振時，磁化矢量以拉莫頻率在橫向平面上與所述平面平行地旋轉。這里，根據(jù)磁化矢量的旋轉在RF線圈單元413的RF線圈上產(chǎn)生電動勢。當產(chǎn)生的電動勢被RF放大器放大并且拉莫頻率的正弦波被解調(diào)時，獲得基帶的磁共振信號。因此，可通過RF線圈單元413接收磁共振信號。
[0168]根據(jù)各種示例性實施例，RF線圈單元413可包括執(zhí)行產(chǎn)生旋轉磁場和接收磁共振信號的兩種功能的RF線圈，例如，第一相控陣列RF線圈單元100或第二相控陣列RF線圈單元200。此外，RF線圈單元413可包括獨立地執(zhí)行產(chǎn)生旋轉磁場和接收磁共振信號的功能的多種類型的RF線圈。也就是說，RF線圈單元413的一些RF線圈可以是產(chǎn)生旋轉磁場的發(fā)送專用線圈，RF線圈單元413的其它RF線圈可以是接收磁共振信號的接收專用線圈。
[0169]線圈控制單元320產(chǎn)生制定控制信號，并從而控制腔體400的線圈單元410的操作。線圈控制單元320可包括控制靜磁場線圈單元411的靜磁場控制器321、控制梯度線圈單元412的梯度磁場控制器322和控制RF線圈單元413的RF線圈控制器323。
[0170]線圈控制單元320的各個控制器321到323根據(jù)從外部或存儲的設置輸入的控制指令來將控制信號發(fā)送到靜磁場線圈施加單元311、梯度線圈施加單元312或RF線圈施加單元313，并且具有接收的控制信號的靜磁場線圈施加單元311、梯度線圈施加單元312或RF線圈施加單元313將電流施加到靜磁場線圈單元411、梯度線圈單元412或RF線圈單元413，從而靜磁場線圈單元411、梯度線圈單元412或RF線圈單元413可在腔體400中產(chǎn)生磁場。
[0171]放大器330將從原子核產(chǎn)生的磁共振信號進行放大，或減小線圈單元410的各個線圈元件的鄰近線圈元件之間的耦合。根據(jù)一個示例性實施例，在圖14中示出的上述放大器可用作放大器330。
[0172]數(shù)據(jù)收集單元340檢測從原子核產(chǎn)生或由放大器330放大的磁共振信號的相位，并將通過相位檢測獲得的模擬信號轉換為數(shù)字信號。根據(jù)各種示例性實施例，數(shù)據(jù)收集單元340可臨時或非臨時地存儲轉換的數(shù)字信號。
[0173]圖像處理單元350基于獲得的關于磁共振圖像的數(shù)據(jù)來產(chǎn)生磁共振圖像。具體地，圖像處理單元350通過對獲得的關于磁共振圖像的數(shù)據(jù)執(zhí)行2d傅里葉逆變換來重新配置目標對象(ob)的圖像。
[0174]磁共振成像設備可連接到信息處理設備430。信息處理設備430可根據(jù)使用操作單元431 (例如，鍵盤、鼠標、觸摸屏或跟蹤球)的用戶操作來控制磁共振成像設備的全部操作。此外，信息處理設備430可通過顯示單元432 (例如，監(jiān)視器)向用戶顯示由圖像處理單元350產(chǎn)生的磁共振圖像。
[0175]圖18是根據(jù)本發(fā)明另一示例性實施例的磁共振成像設備的透視圖。
[0176]如圖18所示，RF線圈單元413a可安裝在頭盔形狀的外罩中以對人體的頭部區(qū)域進行成像。也就是說，RF線圈單元413a可以是圖2A至圖2C中示出的相控陣列RF線圈模塊10。用戶還能夠穿上圖2D中示出的肩部和胸部盔甲形狀的RF線圈單元413b來代替戴到頭部的線圈單元413a。
[0177]在這種情況下，至少一個第一相控陣列RF線圈單元100可被布置在RF線圈單元413a的頂部區(qū)域，并且第二相控陣列RF線圈單元200可被布置在除了頂部區(qū)域之外的其它區(qū)域。隨后，第一相控陣列RF線圈單元100可產(chǎn)生具有與目標對象(ob)水平的分量的磁場，即，圖17中所示的具有與Z軸(S卩，靜磁場)正交的X軸分量和Y軸分量的磁場。
[0178]在磁共振圖像中，僅由具有與靜磁場線圈單元411產(chǎn)生的靜磁場正交的分量的磁場來確定線圈單元的接收靈敏度。因此，如果第二相控陣列RF線圈單元200安裝在頂部區(qū)域，則產(chǎn)生與靜磁場水平的磁場，從而線圈單元的接收靈敏度會低。然而，如上所述，如果第一相控陣列RF線圈單元100安裝在頂部區(qū)域，則第一相控陣列RF線圈單元100產(chǎn)生具有與靜磁場正交的分量的磁場，從而提高在頂部區(qū)域的接收靈敏度。因此，還提高了在頂部區(qū)域的磁共振圖像的信號噪聲比。因此，可容易地獲得需要高信號噪聲比的磁共振圖像(諸如，功能性腦圖像或腦灌注圖像)。
[0179]圖19是根據(jù)本發(fā)明另一實施例的磁共振成像設備的透視圖。
[0180]如圖19所示，RF線圈單元413b可具有肩部和胸部盔甲形狀以對人體的肩部和胸部進行成像。也就是說，RF線圈單元413b可以是圖2D中示出的相控陣列RF線圈模塊10。在這種情況下，RF線圈單元413b可安裝在并固定于肩部和胸部盔甲形狀的外罩。
[0181]在肩部和胸部盔甲形狀的RF線圈單元413b中，至少一個第一相控陣列RF線圈單元100可安裝在RF線圈單元413b的肩部區(qū)域，并且第二相控陣列RF線圈單元200可安裝在除了肩部區(qū)域之外的其它區(qū)域，例如，安裝在人體的上臂或胸部上的RF線圈單元413b的區(qū)域。
[0182]肩部區(qū)域，具體地，肩部區(qū)域的上端部與靜磁場的方向正交，或具有與靜磁場幾乎接近直角的角度。換句話說，肩部區(qū)域的上端部朝向X軸或Y軸方向，或者朝向幾乎接近X軸或Y軸方向的方向。第一相控陣列RF線圈單元100產(chǎn)生具有與目標對象(Ob)的表面水平的分量的磁場。靜磁場與Z軸平行或幾乎與Z軸平行。因此，如果第一相控陣列RF線圈單元100安裝在肩部區(qū)域，則由第一相控陣列RF線圈單元100產(chǎn)生的磁場包括與靜磁場正交的分量。
[0183]因此，如上所述，如果第一相控陣列RF線圈單元100安裝在肩部區(qū)域，則第一相控陣列RF線圈單元100產(chǎn)生具有與靜磁場正交的分量的磁場，并從而提高在肩部區(qū)域的接收靈敏度。此外，還可提高在肩部區(qū)域的磁共振圖像的信號噪聲比。
[0184]通過上述描述清楚的是，根據(jù)本發(fā)明示例性實施例的相控陣列RF線圈模塊和使用相控陣列RF線圈模塊的磁共振成像設備可以以高接收靈敏度接收從目標對象產(chǎn)生的磁共振信號，從而提高信號噪聲比。
[0185]此外，相控陣列RF線圈模塊和使用相控陣列RF線圈模塊的磁共振成像設備可避免由于使用僅包括環(huán)形線圈的相控陣列RF線圈模塊而產(chǎn)生的信號噪聲比的降低。
[0186]此外，如果按照頭盔形狀形成相控陣列RF線圈模塊，則頭盔形狀的相控陣列RF線圈模塊可避免在頂部區(qū)域的磁共振圖像的信號噪聲比的降低。因此，可提供適應于由人體的腦成像(例如，功能性腦成像或腦灌注成像，在所述功能性腦成像或腦灌注成像中，以高速多次獲得3D圖像，并從這些時間序列圖像獲得腦活動等級或腦灌注流動率)所需的高信號噪聲比的相控陣列RF線圈模塊和使用相控陣列RF線圈模塊的磁共振成像設備。
[0187]此外，可減小磁共振成像的成像時間。
[0188]根據(jù)本發(fā)明的上述方法可以以硬件、固件實現(xiàn)，或者被實現(xiàn)為配置硬件用于操作并可被存儲在非暫時機器可讀介質(zhì)(諸如，⑶ROM、DVD、RAM、軟盤、硬盤或磁光盤(諸如，光磁軟盤))上的軟件或計算機代碼或者通過網(wǎng)絡下載的原始存儲在遠程記錄介質(zhì)或非暫時機器可讀存儲介質(zhì)上并存儲在本地非暫時記錄介質(zhì)上的計算機代碼，從而在此所述的方法可被載入到諸如通用計算機或者專用處理器或可編程或?qū)Ｓ糜布?諸如，ASIC或FPGA)中。如在本領域中所理解的，計算機、處理器、微處理器控制器或可編程硬件包括可存儲或接收當由計算機、處理器或硬件訪問和執(zhí)行時實現(xiàn)在此所述的處理方法的軟件或計算機代碼的存儲部件，例如，RAM、ROM、閃存等。此外，將認識到，當通用計算機訪問用于實現(xiàn)在此示出的處理的代碼時，所述代碼的執(zhí)行將通用計算機轉變?yōu)橛糜趫?zhí)行在此示出的處理的專用計算機。此外，本領域人員理解并領會，“處理器”或“微處理器”包括要求保護的本發(fā)明的硬件。在最寬的合理解釋下，權利要求構成符合美國法典第35章第101款的法定的主題。在此使用的術語“單元”或“模塊”將被理解為在構成美國法典第35章第101款的法定的主題的最寬的合理解釋下并且本質(zhì)上不等同于軟件。當單元或模塊包括機器可執(zhí)行代碼時，將理解非暫時機器可讀介質(zhì)包含被載入到諸如處理器或控制器硬件中用于執(zhí)行的機器可執(zhí)行代碼。
[0189]雖然已經(jīng)示出和描述了本發(fā)明的一些示例性實施例，但是本領域人間將理解，在不脫離本發(fā)明的原理和精神的情況下可對這些示例性實施例進行改變，本發(fā)明的范圍由權利要求及其等同物限定。
【權利要求】
1.一種相控陣列RF線圈模塊(10)，包括: 第一相控陣列RF線圈單元(100)，被布置用于產(chǎn)生具有與目標對象(ob)的表面基本上水平的分量的磁場；以及 第二相控陣列RF線圈單元(200)，被布置用于產(chǎn)生具有與目標對象(ob)的表面基本上垂直的分量的磁場。
2.如權利要求1所述的相控陣列RF線圈模塊，其特征在于，第一相控陣列RF線圈單元(100)包括彼此電連接并被布置為彼此相反的兩個導體表面(121，122)。
3.如權利要求1所述的相控陣列RF線圈模塊，其特征在于，第一相控陣列RF線圈單元(100)包括至少一個導體表面(121)和通過平行排列多條導線而形成的導線組(132)，所述至少一個導體表面(121)和導線組(132)彼此電連接并被布置為彼此相反。
4.如權利要求1所述的相控陣列RF線圈模塊，其特征在于，第一相控陣列RF線圈單元(100)包括通過平行排列第一多條導線而形成的第一導線組(131，141)和通過平行排列第二多條導線而形成的第二導線組(132，142)，第一導線組(131)和第二導線組(132)彼此電連接并被布置為彼此相反。
5.如權利要求1所述的相控陣列RF線圈模塊，其特征在于，第一相控陣列RF線圈單元(100)包括被布置為彼此鄰近以形成按照相反方向的磁場的兩個環(huán)形結構。
6.如權利要求5所述的相控陣列RF線圈模塊，其特征在于，第一相控陣列RF線圈單元包括按照數(shù)字8的形狀形成的至少一條導線(160)。
7.如權利要求4所述的相控陣列RF線圈模塊，還包括安裝在連接第一導線組(141)和第二導線組(142)的導體結構上的電容(144a，144b)。
8.如權利要求1所述的相控陣列RF線圈模塊，其特征在于，第二相控陣列RF線圈單元(200)包括彼此組合的多個環(huán)形線圈。
9.如權利要求1所述的相控陣列RF線圈模塊，其特征在于，按照頭盔形狀(90)來組合第一相控陣列RF線圈單元(100)和第二相控陣列RF線圈單元(200)。
10.如權利要求9所述的相控陣列RF線圈模塊，其特征在于，在頭盔形狀的頂部區(qū)域形成第一相控陣列RF線圈單元(100)。
11.如權利要求1所述的相控陣列RF線圈模塊，其特征在于，按照肩部和胸部盔甲形狀(413b)來組合第一相控陣列RF線圈單元(100)和第二相控陣列RF線圈單元(200)。
12.如權利要求11所述的相控陣列RF線圈模塊，其特征在于，在肩部和胸部盔甲形狀的肩部區(qū)域形成第一相控陣列RF線圈單元(100)。
13.如權利要求1所述的相控陣列RF線圈模塊，其特征在于，第一相控陣列RF線圈單元(100)或第二相控陣列RF線圈單元(200)將電磁波施加到目標對象。
14.如權利要求1所述的相控陣列RF線圈模塊，其特征在于，第一相控陣列RF線圈單元(100)或第二相控陣列RF線圈單元(200)從目標對象接收磁共振信號。
15.如權利要求1所述的相控陣列RF線圈模塊，其特征在于，第一相控陣列RF線圈單元(100)接收拉莫頻帶的RF電流并產(chǎn)生具有與目標對象的表面水平的主要分量的旋轉磁場。
16.如權利要求1所述的相控陣列RF線圈模塊，其特征在于，第二相控陣列RF線圈單元(200)接收拉莫頻帶的RF電流并產(chǎn)生具有與目標對象的表面垂直的主要分量的旋轉磁場。
【文檔編號】G01R33/36GK103869269SQ201310664991
【公開日】2014年6月18日 申請日期:2013年12月10日 優(yōu)先權日:2012年12月11日
【發(fā)明者】李周炯, 李壽烈 申請人:三星電子株式會社, 慶熙大學校產(chǎn)學協(xié)力團