專利名稱：一種核磁共振成像系統(tǒng)信號(hào)接收的方法及其裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種核磁共振成像系統(tǒng)中信號(hào)接收天線裝置和信號(hào)接收方法。具體地說(shuō)，涉及一種核磁共振成像系統(tǒng)中接收天線裝置和調(diào)節(jié)接收線圈的工作模式以提高裝置輸出信號(hào)信噪比并改善成像區(qū)域信號(hào)均勻度和邊緣特性的方法。
背景技術(shù)：
本發(fā)明適用于對(duì)諸如人體的四肢，以及形狀與人體的四肢相似的動(dòng)物的肢體或軀體核磁共振圖像信號(hào)的檢測(cè)。
在已有的核磁共振成像系統(tǒng)對(duì)諸如人體膝關(guān)節(jié)信號(hào)的接收天線裝置中，接收信號(hào)的天線基本單元結(jié)構(gòu)通常為一個(gè)第一環(huán)形(LOOP)接收線圈和鞍形(SADDLE)接收線圈組成的組合接收線圈，其中第一環(huán)形接收線圈主要保證了成像區(qū)域中間位置的信號(hào)強(qiáng)度，而鞍形接收線圈則有助于實(shí)現(xiàn)一定尺度的信號(hào)視場(chǎng)或信號(hào)接收區(qū)域(FOV)。相對(duì)于只用一個(gè)第一環(huán)形接收線圈的情形，這種線圈組結(jié)構(gòu)在理論上可以擴(kuò)大成像區(qū)域，提高成像質(zhì)量。但在目前的技術(shù)條件下，由于鞍形線圈的信號(hào)接受能力較弱，實(shí)際增大成像區(qū)域的效果有限，對(duì)成像質(zhì)量的改善也不明顯，而且成像區(qū)域兩側(cè)邊緣部分的成像質(zhì)量會(huì)明顯變差。

發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的在于提供一種在核磁共振成像系統(tǒng)中改進(jìn)了的信號(hào)接收方法和信號(hào)接收裝置，用以增大信號(hào)的有效視場(chǎng)，提高信噪比，改善信號(hào)的均勻度和改善邊緣部分的成像效果。
針對(duì)已有核磁共振成像系統(tǒng)信號(hào)接收天線裝置的不足，本發(fā)明在原有的第一環(huán)形接收線圈和鞍形接收線圈的基礎(chǔ)上，增加了一個(gè)雙環(huán)形接收線圈單元。該雙環(huán)形接收線圈單元可以由兩個(gè)反向旋轉(zhuǎn)接收線圈(Counter Rotating Loop，CR-LOOP)組成，其中這兩個(gè)反向旋轉(zhuǎn)接收線圈彼此之間首尾相接；也可以由兩個(gè)相互獨(dú)立的、環(huán)形接收線圈組成。
因此，根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，本發(fā)明公開了一種核磁共振成像系統(tǒng)信號(hào)接收的方法，所述的核磁共振成像系統(tǒng)中靜磁場(chǎng)的方向?yàn)閆軸方向，包括(1)設(shè)置一個(gè)環(huán)繞檢測(cè)區(qū)域中部的第一環(huán)形接收線圈，用于檢測(cè)成像區(qū)域中間位置的信號(hào)強(qiáng)度，該第一環(huán)形接收線圈的軸向?yàn)閅軸方向，(2)在該第一環(huán)形接收線圈的徑向之外疊加一個(gè)鞍形接收線圈，用于保證整個(gè)成像區(qū)域的一定水平的信號(hào)強(qiáng)度，該鞍形接收線圈的兩個(gè)相對(duì)曲面的方向?yàn)閄軸方向，(3)設(shè)置一個(gè)雙環(huán)形接收線圈接收單元，包括一個(gè)第二環(huán)形接收線圈和一個(gè)第三環(huán)形接收線圈，該兩個(gè)環(huán)形接收線圈的軸向?yàn)閅軸方向，并分別設(shè)置在相對(duì)于所述的第一環(huán)形接收線圈沿Y軸方向的兩側(cè)，且與所述的第一環(huán)形接收線圈基本上等間距，用于在激勵(lì)信號(hào)的激發(fā)下使被測(cè)生物體產(chǎn)生的核磁共振信號(hào)在該雙環(huán)形接收線圈接收單元的所述的兩個(gè)環(huán)形接收線圈上產(chǎn)生感應(yīng)電流，(4)對(duì)所述的第一環(huán)形接收線圈、鞍形接收線圈、第二環(huán)形接收線圈和第三環(huán)形接收線圈接收單元的檢測(cè)信號(hào)進(jìn)行合成，(5)調(diào)節(jié)第二環(huán)形接收線圈和第三環(huán)形接收線圈相對(duì)于所述的第一環(huán)形接收線圈的位置，綜合考慮以下因素中的一個(gè)或多個(gè)，1)第二環(huán)形接收線圈和第三環(huán)形接收線圈上感應(yīng)出的核磁共振信號(hào)對(duì)成像區(qū)域信號(hào)均勻度，2)成像區(qū)域的拓展效果，3)成像區(qū)域邊緣部分的成像效果改善，4)第二環(huán)形接收線圈和第三環(huán)形接收線圈上感應(yīng)出的核磁共振信號(hào)對(duì)輸出信噪比的改善效果，以使對(duì)被測(cè)生物體的核磁共振信號(hào)的接收效果最佳。
根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)方面，在上述方法的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步地，本發(fā)明所述方法還具有以下特征(1)設(shè)置所述的雙環(huán)形接收線圈接收單元，使所述的第二環(huán)形接收線圈的頭與第三環(huán)形接收線圈的尾相接，第二環(huán)形接收線圈的尾與第三環(huán)形接收線圈的頭相接，并將該雙環(huán)形接收線圈接收單元的接收信號(hào)輸入到系統(tǒng)的一個(gè)第二射頻接收通道，(2)將所述的第一環(huán)形接收線圈的檢測(cè)信號(hào)和鞍形接收線圈的檢測(cè)信號(hào)首先通過90°移相合成為正交信號(hào)，然后輸入系統(tǒng)的一個(gè)第一射頻接收通道進(jìn)行處理，(3)對(duì)上述兩路信號(hào)進(jìn)行合成。
根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)方面，進(jìn)一步地，在本發(fā)明上述方法中，設(shè)置所述的雙環(huán)形接收線圈接收單元時(shí)，采用一個(gè)第二環(huán)形接收線圈和一個(gè)第三環(huán)形接收線圈，該兩個(gè)環(huán)形接收線圈彼此相互獨(dú)立，將所述的第一環(huán)形接收線圈的檢測(cè)信號(hào)和鞍形接收線圈的檢測(cè)信號(hào)首先通過90°移相合成為正交信號(hào)，然后輸入系統(tǒng)的一個(gè)第一射頻接收通道進(jìn)行處理；將所述的第二環(huán)形接收線圈和第三環(huán)形接收線圈的接收信號(hào)分別輸入一個(gè)第二射頻接收通道和一個(gè)第三射頻接收通道進(jìn)行處理；然后對(duì)上述三路信號(hào)進(jìn)行合成。
根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)方面，在本發(fā)明的方法中，所述的雙環(huán)形接收線圈接收單元的第二環(huán)形接收線圈與第三環(huán)形接收線圈首尾相接，并把所接收的信號(hào)輸入到一個(gè)第二射頻接收通道；將第一環(huán)形接收線圈的檢測(cè)信號(hào)和鞍形接收線圈的檢測(cè)信號(hào)分別輸入第一和第三射頻接收通道進(jìn)行處理；對(duì)上述三個(gè)射頻接收通道的接收信號(hào)進(jìn)行合成。
根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)方面，在本發(fā)明的方法中，所述的雙環(huán)形接收線圈接收單元的第二環(huán)形接收線圈與第三環(huán)形接收線圈彼此相互獨(dú)立，該兩環(huán)形接收線圈的接收信號(hào)分別輸入一個(gè)第二和第三射頻接收通道進(jìn)行處理，將第一環(huán)形接收線圈的檢測(cè)信號(hào)和鞍形接收線圈的檢測(cè)信號(hào)分別輸入一個(gè)第一和第四射頻接收通道進(jìn)行處理，并將上述四路接收信號(hào)進(jìn)行合成。
根據(jù)本發(fā)明的另一方面，本發(fā)明還提供了一種核磁共振成像系統(tǒng)信號(hào)的接收裝置，所述的核磁共振成像系統(tǒng)中靜磁場(chǎng)的方向?yàn)閆軸方向，包括(1)一個(gè)環(huán)繞檢測(cè)區(qū)域的第一環(huán)形接收線圈，用于檢測(cè)成像區(qū)域中間位置的信號(hào)強(qiáng)度，該第一環(huán)形接收線圈的軸向?yàn)閅軸方向；(2)一個(gè)疊加在該第一環(huán)形接收線圈的徑向之外的鞍形接收線圈，用于保證整個(gè)成像區(qū)域的一定水平的信號(hào)強(qiáng)度，該鞍形接收線圈的兩個(gè)相對(duì)面的方向?yàn)閄軸方向；(3)一個(gè)雙環(huán)形線圈接收單元，包括一個(gè)第二環(huán)形接收線圈和一個(gè)第三環(huán)形接收線圈，該兩個(gè)線圈的軸向?yàn)閅軸方向，并分別設(shè)置在相對(duì)于所述的第一環(huán)形接收線圈沿Y軸方向的兩側(cè)，且與該第一環(huán)形接收線圈基本上等間距，用于在激勵(lì)信號(hào)的激發(fā)下使被測(cè)生物體產(chǎn)生的核磁共振信號(hào)在所述的第二環(huán)形接收線圈和第三環(huán)形接收線圈上感應(yīng)出感應(yīng)電流；所述的兩個(gè)線圈相對(duì)于所述的環(huán)形接收線圈的位置可以微調(diào)，以使對(duì)核磁共振信號(hào)的檢測(cè)效果最佳；(4)至少兩個(gè)射頻接收通道，用于接受所述的各接收線圈的接收信號(hào)；(5)至少一個(gè)信號(hào)合成裝置，用于對(duì)來(lái)自所述的各射頻接收通道接受的信號(hào)進(jìn)行合成。
根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)方面，進(jìn)一步地，本發(fā)明的接收裝置還包括(1)所述的第二環(huán)形接收線圈的頭與第三環(huán)形接收線圈的尾相接，第二環(huán)形接收線圈的尾與第三環(huán)形接收線圈的頭相接，并將該雙環(huán)形接收線圈接收單元的接收信號(hào)輸入到系統(tǒng)的一個(gè)第一射頻接收通道，(2)一個(gè)第一信號(hào)合成器，用于將中部的環(huán)形接收線圈的檢測(cè)信號(hào)和鞍形接收線圈的檢測(cè)信號(hào)通過90°移相合成為正交信號(hào)，(3)一個(gè)第一射頻接收通道，用于接收上述第一信號(hào)合成器中的正交信號(hào)，(4)一個(gè)第二射頻接收通道，用于接受上述雙環(huán)形接收線圈的接收信號(hào)，(5)一個(gè)第二信號(hào)合成器，用于對(duì)所述的第一射頻接收通道和第二射頻接收通道的信號(hào)進(jìn)行合成。
根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)方面，進(jìn)一步地，本發(fā)明的接收裝置還包括(1)所述的雙環(huán)形接收線圈接收單元，采用一個(gè)第二環(huán)形接收線圈和一個(gè)第三環(huán)形接收線圈，該兩個(gè)環(huán)形接收線圈彼此相互獨(dú)立，(2)一個(gè)第一信號(hào)合成器，用于將所述的第一環(huán)形接收線圈的接收信號(hào)和鞍形接收線圈的接收信號(hào)通過90°移相合成為正交信號(hào)，(3)一個(gè)第一射頻接收通道，用于接收上述第一信號(hào)合成器中的正交信號(hào)，(4)一個(gè)第二射頻接收通道和一個(gè)第三射頻接收通道，用于分別接收所述的第二環(huán)形接收線圈和第三環(huán)形接收線圈的接收信號(hào)，(5)一個(gè)第二信號(hào)合成器，用于對(duì)來(lái)自上述第一射頻接收通道和第二射頻接收通道的信號(hào)進(jìn)行合成。
根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)方面，進(jìn)一步地，本發(fā)明的接收裝置還包括(1)所述的第二環(huán)形接收線圈的頭與第三環(huán)形接收線圈的尾相接，第二環(huán)形接收線圈的尾與第三環(huán)形接收線圈的頭相接，并且該雙環(huán)形接收線圈接收單元的接收信號(hào)被輸入到系統(tǒng)的一個(gè)第三射頻接收通道，(2)一個(gè)第一射頻接收通道，用于接收所述的第一環(huán)形接收線圈的接收信號(hào)，(3)一個(gè)第二射頻接收通道，用于接收所述的鞍形接收線圈的接收信號(hào)，(4)一個(gè)第三射頻接收通道，用于接受上述第二環(huán)形接收線圈和第三環(huán)形接收線圈的接收信號(hào)，(5)一個(gè)第一信號(hào)合成器，用于對(duì)上述三個(gè)射頻接收通道的信號(hào)進(jìn)行合成。
根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)方面，進(jìn)一步地，本發(fā)明的接收裝置還包括(1)所述的反向旋轉(zhuǎn)單元包括兩個(gè)環(huán)形接收線圈，該兩個(gè)環(huán)形接收線圈彼此之間頭尾相連地串連在一起，(2)一個(gè)第一射頻接收通道，用于接收中部的環(huán)形接收線圈的檢測(cè)信號(hào)，(3)一個(gè)第二射頻接收通道，用于接收鞍形接收線圈的檢測(cè)信號(hào)，(4)一個(gè)第三射頻接收通道，用于接受上述反向旋轉(zhuǎn)接收線圈的檢測(cè)信號(hào)，(5)一個(gè)第一信號(hào)合成器，用于對(duì)上述三個(gè)射頻接收通道的信號(hào)進(jìn)行合成。
根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)方面，進(jìn)一步地，本發(fā)明的接收裝置還包括(1)所述的雙環(huán)形接收線圈接收單元，采用一個(gè)第二環(huán)形接收線圈和一個(gè)第三環(huán)形接收線圈，該兩個(gè)環(huán)形接收線圈彼此相互獨(dú)立，(2)一個(gè)第一射頻接收通道，用于接收所述的第一環(huán)形接收線圈的接收信號(hào)，(3)一個(gè)第三射頻接收通道，用于接收鞍形接收線圈的接收信號(hào)，(4)一個(gè)第二射頻接收通道和一個(gè)第四射頻接收通道，分別用于接收所述的第二環(huán)形接收線圈和第三環(huán)形接收線圈的接收信號(hào)，(5)一個(gè)信號(hào)合成器，用于對(duì)上述四個(gè)射頻接收通道的信號(hào)進(jìn)行合成。


圖1示出了本發(fā)明的一種天線陣列結(jié)構(gòu)圖；圖中反向旋轉(zhuǎn)接收線圈的兩個(gè)環(huán)形接收線圈彼此之間頭與尾相連地串接在一起；圖2示出了本發(fā)明的另一種天線陣列結(jié)構(gòu)圖；圖中反向旋轉(zhuǎn)接收線圈的兩個(gè)環(huán)形接收線圈彼此之間相對(duì)獨(dú)立；圖3示出了未考慮反向旋轉(zhuǎn)接收線圈單元和第一環(huán)形接收線圈之間的耦合時(shí)，本發(fā)明天線陣列的信噪比特性圖；圖4示出了考慮了反向旋轉(zhuǎn)接收線圈單元和第一環(huán)形天線之間的耦合時(shí)，本發(fā)明天線陣列的信噪比特性圖。
具體實(shí)施方式
圖1示出了本發(fā)明的一種天線陣列結(jié)構(gòu)圖。圖中，L為一個(gè)第一環(huán)形接收線圈加上一個(gè)鞍形線圈所組成的接收線圈組，C1和C2分別為一個(gè)雙環(huán)形接收線圈接收單元的兩個(gè)環(huán)形接收線圈。所述的雙環(huán)形接收線圈的兩個(gè)環(huán)形接收線圈C1和C2彼此之間頭與尾相連地串接在一起，即C1的線圈頭與C2的線圈尾相接，C1的線圈尾與C2的線圈頭相接。由于新增的反向旋轉(zhuǎn)接收線圈由對(duì)稱分布在原有的第一環(huán)形接收線圈兩側(cè)的兩個(gè)并行的線圈環(huán)組成，并且與所述的第一環(huán)形接收線圈線圈一樣分布在鞍形線圈所構(gòu)成的鞍面內(nèi)側(cè)，因此可以在不顯著增加天線體積的情況下，擴(kuò)大線圈成像區(qū)域。同時(shí)，由于反向旋轉(zhuǎn)接收線圈單元相對(duì)于鞍形接收線圈有更出色的信號(hào)接收能力，使裝置的成像質(zhì)量得到了提高，特別是成像區(qū)邊緣區(qū)域的成像質(zhì)量得到顯著的提高。
新設(shè)計(jì)的反向旋轉(zhuǎn)接收線圈單元方案在電氣和結(jié)構(gòu)方面具有的對(duì)稱特性消除了的并行環(huán)形接收線圈之間的強(qiáng)耦合問題，并使反向旋轉(zhuǎn)接收線圈與第一環(huán)形接收線圈之間的耦合降到了非常低的水平。同時(shí)，新設(shè)計(jì)的反向旋轉(zhuǎn)接收線圈單元的結(jié)構(gòu)能使得在原有線圈體積不變的情況下提高裝置的視場(chǎng)大小并提高邊緣地區(qū)的信噪比。
本領(lǐng)域技術(shù)人員可以根據(jù)具體的系統(tǒng)要求和有關(guān)的技術(shù)參數(shù)，來(lái)設(shè)計(jì)C1和C2的繞組數(shù)、電流、二者與L之間的空間關(guān)系及C1與C2之間的空間關(guān)系。
圖2示出了本發(fā)明的另一種天線陣列結(jié)構(gòu)圖；圖中雙環(huán)形接收線圈的兩個(gè)環(huán)形接收線圈C1和C2彼此之間相對(duì)獨(dú)立。
在圖1和圖2中所示的本發(fā)明裝置中，由L代表的第一環(huán)形接收線圈和鞍形接收線圈所組成的線圈組的輸出信號(hào)可以由一個(gè)射頻接收通道輸出，也可以分別由兩個(gè)射頻接收通道輸出。當(dāng)兩環(huán)形接收線圈C1和C2首尾相接時(shí)，其輸出信號(hào)由一個(gè)射頻接收通道輸出；當(dāng)二者彼此相互獨(dú)立時(shí)，其輸出信號(hào)由兩個(gè)射頻接收通道輸出。接著，L與C1和C2的輸出信號(hào)經(jīng)至少一路射頻接收通道輸出時(shí)或輸出后，可以用合成器將這幾路射頻接收通道的輸出信號(hào)相合成。
圖3示出了在不考慮反向旋轉(zhuǎn)單元和環(huán)形接收線圈耦合的情況下(最差的情況)，通過計(jì)算得到的第一環(huán)形接收線圈、鞍形接收線圈和本發(fā)明的反向旋轉(zhuǎn)接收線圈單元各自的信噪比指標(biāo)及其對(duì)線圈整體信噪比指標(biāo)的影響。其中，同時(shí)示出了第一環(huán)形接收線圈(cr-loop)和鞍形接收線圈組成圓極化膝天線陣列的信噪比指標(biāo)以及第一環(huán)形接收線圈、鞍形接收線圈和反向旋轉(zhuǎn)接收線圈組成反向旋轉(zhuǎn)接收線圈膝天線陣列的信噪比指標(biāo)。
在圖3中有關(guān)的線圈物理參數(shù)如下反向旋轉(zhuǎn)線圈間隔＝16cm；直徑＝10cm；鞍長(zhǎng)(saddle length)＝18cm；鞍開口角(saddle openning angle)＝60°；圖中橫線為6dB或50％的信號(hào)衰減點(diǎn)。
假定以第一環(huán)形接收線圈為參考，首先通過實(shí)驗(yàn)確定鞍形接收線圈和第一環(huán)形接收線圈的中心位置信噪比比值K；K＝SNRsaddle(0)/SNRloop(0)＝0.827然后定義第一環(huán)形接收線圈和鞍形接收線圈中心位置合成的信噪比為參考值；SNRref＝([SNRsaddle(0)]2+[SNRloop(0)]2)1/2＝[K*SNRsaddle(0)+SNRloop(0)]/(1+K2)1/2
在不考慮反向旋轉(zhuǎn)接收線圈單元和第一環(huán)形接收線圈耦合的情況下(最差的情況)，通過計(jì)算可以得到鞍形接收線圈和反向旋轉(zhuǎn)接收線圈單元各自的信噪比指標(biāo)及其對(duì)天線陣列整體信噪比指標(biāo)的影響(圖3)。
可以看出，在不增加天線大小的情況下，成像區(qū)域在Z軸方向上得到了擴(kuò)展。如果以信噪比下降6dB計(jì)算，成像區(qū)域向兩邊共擴(kuò)大了5.4厘米，相當(dāng)于天線長(zhǎng)度18厘米的30％；同時(shí)成像區(qū)域內(nèi)信噪比指標(biāo)及信噪比平坦度都得到了明顯改善。
圖4示出了在考慮反向旋轉(zhuǎn)接收線圈單元和環(huán)形接收線圈耦合的情況下，通過計(jì)算得到的第一環(huán)形接收線圈、鞍形接收線圈和反向旋轉(zhuǎn)接收線圈單元各自的信噪比指標(biāo)及其對(duì)線圈整體信噪比指標(biāo)的影響。其中，同時(shí)示出了第一環(huán)形接收線圈和鞍形接收線圈組成圓極化膝天線陣列的信噪比指標(biāo)以及第一環(huán)形接收線圈、鞍形接收線圈和反向旋轉(zhuǎn)接收線圈組成的反向旋轉(zhuǎn)膝天線陣列的信噪比指標(biāo)。本發(fā)明所指的圓極化，指兩相互正交的正弦波電場(chǎng)矢量合成后，合成的電場(chǎng)矢量在一平面內(nèi)沿一圓周軌跡運(yùn)行的現(xiàn)象。
在進(jìn)一步考慮存在反向旋轉(zhuǎn)接收線圈和第一環(huán)形接收線圈耦合的情況，則反向旋轉(zhuǎn)接收線圈的信噪比會(huì)發(fā)生一定的變化SNRcrloop＝SNRcrloop/(1-COR2)1/2同時(shí)，通過實(shí)驗(yàn)得到反向旋轉(zhuǎn)接收線圈和環(huán)形接收線圈之間耦合的大小為COR＝16％利用此數(shù)據(jù)對(duì)圖3進(jìn)行修正，可得到圖4。
在圖4中有關(guān)的線圈物理參數(shù)同樣如下所示反向旋轉(zhuǎn)接收線圈線圈間隔＝16cm；直徑＝10cm；鞍長(zhǎng)(saddle length)＝18cm；鞍開口角(saddle openning angle)＝60°；圖中虛線為6dB或50％的信號(hào)衰減點(diǎn)。
通過圖4可知，由于有反向旋轉(zhuǎn)接收線圈和第一環(huán)形天線間耦合的存在，使得反向旋轉(zhuǎn)接收線圈的信噪比有一定提高，線圈成像區(qū)域擴(kuò)展增加到5.7厘米，同時(shí)成像質(zhì)量進(jìn)一步改善。
下表中簡(jiǎn)要地給出了本發(fā)明方案相對(duì)于已有技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)。
表1反向旋轉(zhuǎn)膝天線陣列與已有技術(shù)膝天線陣列的比較本發(fā)明方案在不增加天線體積的情況下，新增成像區(qū)域可達(dá)到天線體積的30％，同時(shí)大大提高了線圈成像質(zhì)量，方便了病人的安放和改善了對(duì)病變部位的觀察效果。
本發(fā)明的一個(gè)方案利用反向旋轉(zhuǎn)接收線圈單元的對(duì)稱性解決了反向旋轉(zhuǎn)線圈和第一環(huán)形接收線圈間的耦合問題，簡(jiǎn)化了電路和降低了調(diào)試難度，同時(shí)優(yōu)化了線圈結(jié)構(gòu)的外觀設(shè)計(jì)。
因此，本發(fā)明一個(gè)方案是，將第一環(huán)形接收線圈接收信號(hào)和鞍形接收線圈的接收信號(hào)通過90°移相，然后合成為正交信號(hào)，輸入系統(tǒng)的射頻接收通道進(jìn)行處理；而反向旋轉(zhuǎn)接收線圈單元的接收信號(hào)則直接輸入另外一個(gè)射頻接收通道進(jìn)行處理；最后由系統(tǒng)對(duì)兩路信號(hào)進(jìn)行合成。
本發(fā)明的另一個(gè)方面是，對(duì)2通道以上的系統(tǒng)，可以考慮用兩個(gè)分立的環(huán)形接收線圈(第二環(huán)形接收線圈和第三環(huán)形接收線圈)代替反向旋轉(zhuǎn)接收線圈單元。
這種方法可以進(jìn)一步提高視場(chǎng)的大小。這種方案需要對(duì)三個(gè)環(huán)形接收線圈進(jìn)行去耦合，同時(shí)對(duì)系統(tǒng)的要求也比較高，系統(tǒng)至少應(yīng)該具有3個(gè)射頻接收通道。
當(dāng)系統(tǒng)有例如4個(gè)射頻接收通道時(shí)，可以將第一、第二、第三環(huán)形接收線圈與鞍形接收線圈的接收信號(hào)分別經(jīng)這四個(gè)射頻接收通道進(jìn)行處理和輸出。本領(lǐng)域技術(shù)人員不難根據(jù)上述介紹實(shí)現(xiàn)這種多通道系統(tǒng)。
采用本發(fā)明的方法，在調(diào)節(jié)上述第二環(huán)形接收線圈和第三環(huán)形接收線圈相對(duì)于膝天線線圈的位置以改善系統(tǒng)的性能時(shí)，應(yīng)綜合考慮以下因素中的一個(gè)或多個(gè)1)第二環(huán)形接收線圈和第三環(huán)形接收線圈上感應(yīng)出的核磁共振信號(hào)對(duì)成像區(qū)域信號(hào)均勻度，2)成像區(qū)域的拓展效果，3)成像區(qū)域邊緣部分的成像效果的改善情況，4)第二環(huán)形接收線圈和第三環(huán)形接收線圈上感應(yīng)出的核磁共振信號(hào)對(duì)輸出信噪比的改善效果。
本領(lǐng)域技術(shù)人員知道如何在保證包括上述因素中的一個(gè)或一些因素可接受的條件下，突出考慮其它一個(gè)或一些因素，以便使對(duì)被測(cè)人體或動(dòng)物體的核磁共振圖像信號(hào)的接收和檢測(cè)效果最佳。
本領(lǐng)域技術(shù)人員不難根據(jù)此處本發(fā)明所公開的技術(shù)內(nèi)容，來(lái)正確地實(shí)施本發(fā)明。
權(quán)利要求
1，一種核磁共振成像系統(tǒng)信號(hào)的接收方法，用于檢測(cè)生物體的核磁共振信號(hào)，所述的核磁共振成像系統(tǒng)中靜磁場(chǎng)的方向?yàn)閆軸方向，包括(1)設(shè)置一個(gè)環(huán)繞檢測(cè)區(qū)域中部的第一環(huán)形接收線圈，該第一環(huán)形接收線圈的軸向?yàn)閅軸方向，用于檢測(cè)成像區(qū)域中間位置的信號(hào)強(qiáng)度，(2)在該第一環(huán)形接收線圈的徑向之外疊加一個(gè)鞍形接收線圈，該鞍形接收線圈的兩個(gè)相對(duì)曲面的方向?yàn)閄軸方向，用于保證整個(gè)成像區(qū)域的一定水平的信號(hào)強(qiáng)度，(3)設(shè)置一個(gè)雙環(huán)形接收線圈接收單元，包括一個(gè)第二環(huán)形接收線圈和一個(gè)第三環(huán)形接收線圈，該兩個(gè)環(huán)形接收線圈的軸向?yàn)閅軸方向，并分別設(shè)置在相對(duì)于所述的第一環(huán)形接收線圈沿Y軸方向的兩側(cè)，且與所述的第一環(huán)形接收線圈基本上等間距，用于在激勵(lì)信號(hào)的激發(fā)下使被測(cè)生物體產(chǎn)生的核磁共振信號(hào)在該雙環(huán)形接收線圈接收單元的所述的兩個(gè)環(huán)形接收線圈上產(chǎn)生感應(yīng)電流，(4)對(duì)所述的第一環(huán)形接收線圈、鞍形接收線圈、第二環(huán)形接收線圈和第三環(huán)形接收線圈的檢測(cè)信號(hào)進(jìn)行合成，(5)調(diào)節(jié)第二環(huán)形接收線圈和第三環(huán)形接收線圈相對(duì)于所述的第一環(huán)形接收線圈的位置，綜合考慮以下因素中的一個(gè)或多個(gè)，1)第二環(huán)形接收線圈和第三環(huán)形接收線圈上感應(yīng)出的核磁共振信號(hào)對(duì)成像區(qū)域信號(hào)均勻度，2)成像區(qū)域拓展效果，3)成像區(qū)域邊緣部分的成像效果改善情況，4)第二環(huán)形接收線圈和第三環(huán)形接收線圈上感應(yīng)出的核磁共振信號(hào)對(duì)輸出信噪比的改善效果，以便使對(duì)測(cè)生物體的核磁共振信號(hào)的接收效果最佳。
2，如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于(1)設(shè)置所述的雙環(huán)形接收線圈接收單元，使所述的第二環(huán)形接收線圈的頭與第三環(huán)形接收線圈的尾相接，第二環(huán)形接收線圈的尾與第三環(huán)形接收線圈的頭相接，并將該雙環(huán)形接收線圈接收單元的接收信號(hào)輸入到系統(tǒng)的一個(gè)第二射頻接收通道，(2)將所述的第一環(huán)形接收線圈的檢測(cè)信號(hào)和鞍形接收線圈的檢測(cè)信號(hào)首先通過90°移相合成為正交信號(hào)，然后輸入系統(tǒng)的一個(gè)第一射頻接收通道進(jìn)行處理，(3)對(duì)上述兩路信號(hào)進(jìn)行合成。
3，如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于(1)設(shè)置所述的雙環(huán)形接收線圈接收單元時(shí)，采用一個(gè)第二環(huán)形接收線圈和一個(gè)第三環(huán)形接收線圈，該兩個(gè)環(huán)形接收線圈彼此相互獨(dú)立，(2)將所述的第一環(huán)形接收線圈的檢測(cè)信號(hào)和鞍形接收線圈的檢測(cè)信號(hào)首先通過90°移相合成為正交信號(hào)，然后輸入系統(tǒng)的一個(gè)第一射頻接收通道進(jìn)行處理，(3)將所述的第二環(huán)形接收線圈和第三環(huán)形接收線圈的接收信號(hào)分別輸入一個(gè)第二射頻接收通道和一個(gè)第三射頻接收通道進(jìn)行處理，(4)對(duì)上述三路信號(hào)進(jìn)行合成。
4，如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于(1)設(shè)置所述的雙環(huán)形接收線圈接收單元時(shí)，使所述的第二環(huán)形接收線圈的頭與第三環(huán)形接收線圈的尾相接，第二環(huán)形接收線圈的尾與第三環(huán)形接收線圈的頭相接，并把所接收的信號(hào)輸入到一個(gè)第二射頻接收通道，(2)將第一環(huán)形接收線圈的檢測(cè)信號(hào)和鞍形接收線圈的檢測(cè)信號(hào)分別輸入一到所述的第一和第三射頻接收通道進(jìn)行處理，(3)對(duì)上述三個(gè)射頻接收通道的接收信號(hào)進(jìn)行合成。
5.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于(1)設(shè)置所述的雙環(huán)形接收線圈接收單元時(shí)，采用一個(gè)第二環(huán)形接收線圈和一個(gè)第三環(huán)形接收線圈，該兩個(gè)環(huán)形接收線圈彼此相互獨(dú)立，(2)將所述的第二環(huán)形接收線圈和第三環(huán)形接收線圈的接收信號(hào)分別輸入一個(gè)第二射頻接收通道和一個(gè)第三射頻接收通道進(jìn)行處理，(2)將第一環(huán)形接收線圈的檢測(cè)信號(hào)和鞍形接收線圈的檢測(cè)信號(hào)分別輸入一個(gè)第一射頻接收通道和一個(gè)第四射頻接收通道進(jìn)行處理，(3)將上述四路接收信號(hào)進(jìn)行合成。
6，一種核磁共振成像系統(tǒng)信號(hào)的接收裝置，所述的核磁共振成像系統(tǒng)中靜磁場(chǎng)的方向?yàn)閆軸方向，包括(1)一個(gè)環(huán)繞檢測(cè)區(qū)域的第一環(huán)形接收線圈，用于檢測(cè)成像區(qū)域中間位置的信號(hào)強(qiáng)度，該第一環(huán)形接收線圈的軸向?yàn)閅軸方向；(2)一個(gè)疊加在該第一環(huán)形接收線圈的徑向之外的鞍形接收線圈，用于保證整個(gè)成像區(qū)域的一定水平的信號(hào)強(qiáng)度，該鞍形接收線圈的兩個(gè)相對(duì)面的方向?yàn)閄軸方向；(3)一個(gè)雙環(huán)形線圈接收單元，包括一個(gè)第二環(huán)形接收線圈和一個(gè)第三環(huán)形接收線圈，該兩個(gè)線圈的軸向?yàn)閅軸方向，并分別設(shè)置在相對(duì)于所述的第一環(huán)形接收線圈沿Y軸方向的兩側(cè)，且與該第一環(huán)形接收線圈基本上等間距，用于在激勵(lì)信號(hào)的激發(fā)下使被測(cè)生物體產(chǎn)生的核磁共振信號(hào)在所述的第二環(huán)形接收線圈和第三環(huán)形接收線圈上感應(yīng)出感應(yīng)電流；所述的第二環(huán)形接收線圈和第三環(huán)形接收線圈相對(duì)于所述的第一環(huán)形接收線圈的位置可以被微調(diào)，以使對(duì)被測(cè)物核磁共振信號(hào)的檢測(cè)效果最佳；(4)至少兩個(gè)射頻接收通道，用于接受所述的各接收線圈的接收信號(hào)；(5)至少一個(gè)信號(hào)合成裝置，用于對(duì)來(lái)自所述的各射頻接收通道的信號(hào)進(jìn)行合成。
7，如權(quán)利要求6所述的裝置，其特征在于(1)所述的第二環(huán)形接收線圈的頭與第三環(huán)形接收線圈的尾相接，第二環(huán)形接收線圈的尾與第三環(huán)形接收線圈的頭相接，并將該雙環(huán)形接收線圈接收單元的接收信號(hào)輸入到系統(tǒng)的一個(gè)第二射頻接收通道，(2)一個(gè)第一信號(hào)合成器，用于將中部的環(huán)形接收線圈的檢測(cè)信號(hào)和鞍形接收線圈的檢測(cè)信號(hào)通過90°移相合成為正交信號(hào)，(3)一個(gè)第一射頻接收通道，用于接收上述第一信號(hào)合成器中的正交信號(hào)，(4)一個(gè)第二射頻接收通道，用于接受上述雙環(huán)形接收線圈的接收信號(hào)，(5)一個(gè)第二信號(hào)合成器，用于對(duì)所述的第一射頻接收通道和第二射頻接收通道的信號(hào)進(jìn)行合成。
8，如權(quán)利要求6所述的裝置，其特征在于(1)所述的雙環(huán)形接收線圈接收單元，采用一個(gè)第二環(huán)形接收線圈和一個(gè)第三環(huán)形接收線圈，該兩個(gè)環(huán)形接收線圈彼此相互獨(dú)立，(2)一個(gè)第一信號(hào)合成器，用于將所述的第一環(huán)形接收線圈的接收信號(hào)和鞍形接收線圈的接收信號(hào)通過90°移相合成為正交信號(hào)，(3)一個(gè)第一射頻接收通道，用于接收上述第一信號(hào)合成器中的正交信號(hào)，(4)一個(gè)第二射頻接收通道和一個(gè)第三射頻接收通道，用于分別接收所述的第二環(huán)形接收線圈和第三環(huán)形接收線圈的接收信號(hào)，(5)一個(gè)第二信號(hào)合成器，用于對(duì)來(lái)自上述第一射頻接收通道和第二射頻接收通道的信號(hào)進(jìn)行合成。
9，如權(quán)利要求6所述的裝置，其特征在于(1)所述的第二環(huán)形接收線圈的頭與第三環(huán)形接收線圈的尾相接，第二環(huán)形接收線圈的尾與第三環(huán)形接收線圈的頭相接，并且該雙環(huán)形接收線圈接收單元的接收信號(hào)被輸入到系統(tǒng)的一個(gè)第三射頻接收通道，(2)一個(gè)第一射頻接收通道，用于接收所述的第一環(huán)形接收線圈的接收信號(hào)，(3)一個(gè)第二射頻接收通道，用于接收所述的鞍形接收線圈的接收信號(hào)，(4)一個(gè)第三射頻接收通道，用于接受上述第二環(huán)形接收線圈和第三環(huán)形接收線圈的接收信號(hào)，(5)一個(gè)第一信號(hào)合成器，用于對(duì)上述三個(gè)射頻接收通道的信號(hào)進(jìn)行合成。
10，如權(quán)利要求6所述的裝置，其特征在于(1)所述的雙環(huán)形接收線圈接收單元，采用一個(gè)第二環(huán)形接收線圈和一個(gè)第三環(huán)形接收線圈，該兩個(gè)環(huán)形接收線圈彼此相互獨(dú)立，(2)一個(gè)第一射頻接收通道，用于接收所述的第一環(huán)形接收線圈的接收信號(hào)，(3)一個(gè)第三射頻接收通道，用于接收鞍形接收線圈的接收信號(hào)，(4)一個(gè)第二射頻接收通道和一個(gè)第四射頻接收通道，分別用于接收所述的第二環(huán)形接收線圈和第三環(huán)形接收線圈的接收信號(hào)，(5)一個(gè)信號(hào)合成器，用于對(duì)上述四個(gè)射頻接收通道的信號(hào)進(jìn)行合成。
全文摘要
本發(fā)明公開了核磁共振成像系統(tǒng)中一種接收信號(hào)的方法及裝置。所述裝置包括一個(gè)第一環(huán)形接收線圈和疊加在其上的一個(gè)鞍形接收線圈；沿該第一環(huán)形接收線圈的軸向與該第一環(huán)形接收線圈等間距地設(shè)置兩個(gè)獨(dú)立的環(huán)形接收線圈或兩個(gè)首尾相接的反向旋轉(zhuǎn)環(huán)形接收線圈，形成一個(gè)雙環(huán)形接收線圈單元；使該雙環(huán)形接收線圈單元在激勵(lì)信號(hào)的激發(fā)下，人體組織產(chǎn)生的核磁共振信號(hào)在該雙線圈接收單元上感應(yīng)出相應(yīng)的感應(yīng)電流。裝置在工作時(shí)，鞍形接收線圈、第一環(huán)形接收線圈和雙環(huán)形接收線圈單元分別感應(yīng)出信號(hào)電流并在系統(tǒng)中疊加，從而提高了輸出信噪比，改善了邊緣成像效果，并擴(kuò)大了線圈信號(hào)的覆蓋范圍和成像區(qū)域信號(hào)均勻度。
文檔編號(hào)A61B5/055GK1676095SQ20041002967
公開日2005年10月5日 申請(qǐng)日期2004年3月31日 優(yōu)先權(quán)日2004年3月31日
發(fā)明者汪堅(jiān)敏, 劉曉飛, 薛廷強(qiáng), 賀增合 申請(qǐng)人:西門子(中國(guó))有限公司