专利名称：一种磁共振成像系统接收线圈回路及其失谐方法
技术领域：
本发明涉及接收线圈回路，尤其是磁共振成像系统中的接收线圈回路及其 失谐方法。
背景技术：
磁共振成像(Magnetic Resonance Imaging,以下简称MRI)，也称为核磁共 振成像，是指利用核磁共振现象获取物理内部结构信息的成像技术。MRI因其成 像参数多、分辨率高、可任意层面断层以及可无损成像等显著优点，在医疗成 像领域得到了广泛的应用。在MRI系统中，为了避免线圈间的影响以及保护病人，接收线圈在体线圈 发射信号过程中必须处于失谐状态。在现有技术中，实现当接收线圈在体线圈 发射信号过程中处于失谐状态的方法是在接收线圈中串入一个LC并联谐振回 路，所述的LC回路在谐振时造成非常大的阻抗，使线圈处于近似的开路状态。但是，现有技术还具有一定的不足，结合图1说明如下，其中前置放大器 102的作用是将接收线圈101接收到的信号进行放大，然后输出到接收系统中1) 在体积很小的接收线圈101 (比如颈动脉线圈)中，加入体积比较大的 失谐电路103，如图l中的虚线方框所示，会在实际的操作中带来很多不便；2) 失谐电路103需要很小的电容，会造成接收线圈101中电容分布不均匀， 影响场分布；例如在手腕表面线圈中，失谐电路103中的失谐电容C4为33皮 法，接收线圈101中的其他四个电容的值分别是CI为220皮法，C2为220皮法， C3为270皮法和C5为330皮法；3) 在需要接入去耦电路的情况下，接收线圈回路不能提供较方便的接入点。发明内容本发明所要解决的技术问题是为了提供一种磁共振成像系统接收线圈回路 及其失谐方法，得以方便地提供舒适的工作环境，提高磁共振成像系统接收线 圈回路场的分布性能。为解决上述技术问题，本发明首先提供一种磁共振成像系统接收线圈回路， 包括接收线圈及失谐回路，其中所述失谐回路包括一个串接于所述接收线圈中 的失谐电容、 一个第一电感和一个二极管，所述第一电感和所述二极管串联连 接后与所述失谐电容并联，其中，所述第一电感和所述二极管独立于所述接收 线圈而设置于所述接收线圈的外部的电路板上。本发明所述接收线圈回路，可以进一步包括前置放大器、第一电容和第二 电容，所述第一电容与所述第二电容串联连接后与所述二极管并联，所述第二电容的另一端连接于所述放大器输入端；用于通过调节所述第二电容使所述前 置放大器得到其最佳噪声匹配点，并进而使得所述接收线圈得到最佳的信噪比。本发明所述接收线圈回路，可以更进一步包括一个第二电感，其一端连接 于所述第一电容与所述第二电容之间，另一端连接于所述放大器输入端口；用 于与所述第一电容和所述第二电容进行配合，使所述前髯放大器匹配到其最佳 噪声匹配点。本发明所述接收线圈回路，可以更进一步包括一个第三电感，与所述第一 电容并联；用于对所述二极管提供直流电。本发明进而提供一种磁共振成像系统接收线圈失谐方法，包括在接收线 圈中串接一个失谐电容；及独立于所述接收线圈而在其外部串接一个第一电感和一个二极管，并将串联后的第一电感和二极管与所述失谐电容并联连接；其 中，所述失谐电容、第一电感和二极管构成失谐回路，当二极管导通时，失谐 电容和第一电感构成并联谐振，从而使所述接收线圈失谐。本发明所述接收线圈失谐方法中，可以将所述第一电感和所述二极管设置 于所述接收线圈外部的电路板上。本发明所述接收线圈失谐方法，可以进一步提供前置放大器、第一电容、 第二电容，所述第一电容与第二电容串联连接后与所述二极管并联，所述第二 电容连接于所述放大器输入端；用于通过调节所述第二电容使所述前置放大器 得到其最佳噪声匹配点，并进而使得所述接收线圈得到最佳的信噪比。本发明所述接收线圈失谐方法，可以更进一步提供一个第三电感，与所述第一电容并联；用于对所述二极管提供直流电。本发明所述接收线圈失谐方法，可以更进一步提供一个第二电感，将其一 端连接于所述第一电容与第二电容之间，另一端连接于所述放大器输入端口； 用于与所述第一电容和所述第二电容进行配合，使所述前置放大器匹配到其最 佳噪声匹配点。与现有技术相比，采用本发明所述的磁共振成像系统接收线圈回路及其失 谐方法，具有以下特点1) 将失谐电路设置在接收线圈外部的电路板上，既可以节省空间又不妨碍 操作；2) 可以均匀地分布接收线圈中的电容，使场的分布更加均匀；3) 失谐回路中二极管和电感的连接点可以用于接入不同接收线圈单元之 间的去耦电路。
图1是现有技术中接收线圈回路示意图；图2是本发明所述的接收线圈回路实施例示意图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式
对本发明作进一步详细的描述。如图2所示，整个失谐回路203位于接收线圈201的外部，包括一个串接 在接收线圈201中的失谐电容Cpl，以及一个第一电感Lsl和一个二极管Dl， 如图2中的虚线椭圆所示。第一电感Lsl和二极管Dl独立于接收线圈201，并 设置于接收线圈201外部的电路板上。第一电感Lsl和二极管Dl串联连接后， 再与失谐电容Cpl并联。当二极管D1导通时，失谐电容CPl和第一电感Lsl构 成并联谐振，从而使整个接收线圈201处于不工作的失谐状态。本发明的接收线圈回路中，还包括一个前置放大器202，以及在接收线圈 201与前置放大器202之间，连接有第一电容Cs和第二电容Cp2。第一电容Cs 和第二电容Cp2串联连接后，与二极管D1并联。在前置放大器202这一侧，第 二电容Cp2连接在前置放大器202的输入端。通过调节第二电容Cp2的电容值 来调节匹配状态，使得前置放大器202的输入阻抗匹配到其最佳噪声匹配点， 并进而使得接收线圈201得到最佳的信噪比。第二电容Cp2可以是可调电容，或者是固定电容。如果第二电容Cp2是固 定电容，则在不同的应用环境下需要在电路板上根据具体需要更换不同容值的电^* o本发明的接收线圈回路中，还添加一个第二电感Ls2，其一端连接在第一电 容Cs和第二电容Cp2的连接点上，另一端连接在前置放大器202的输入端口上。 这主要是考虑到在某些仅用第一电容Cs和第二电容Cp2无法使前置放大器202 得到所需要的相位时，通过添加的第二电感Ls2来配合迸行调节，就可以使前 置放大器202匹配到其最佳噪声匹配点，并进而使得接收线圈201得到最佳的 信噪比。有时，在接收线圈201的尺寸比较大的情况下则有可能需要添加第二 电感Ls2。为了方便地使接收线圈201进入失谐状态，本发明还通过一个第三电感Ls3， 在接收线圈201需要进入失谐状态时对二极管D1提供直流电，让其导通，使得 接收线圈201进入失谐状态。第三电感Ls3与第一电容Cs并联连接，其一端接 在第一电感Lsl和二极管Dl的连接点上，另一端接在第一电容Cs和第二电容 Cp2的连接点上。在接收线圈201处于失谐状态时，失谐电容Cpl只需要取一个较小值的固 定电容，如果接收线圈201的等效阻抗为Z,，那么从二极管D1的右侧部分的阻<formula>formula see original document page 7</formula> (式l)此时，需要使阻抗Z,。尽可能的大，以此来降低第一电感Lsl的损耗对信噪比的 影响。例如在1.5T的系统中，当接收线圈201的等效电阻为5欧姆，等效感抗 为88欧姆，失谐电容Cpl二22皮法时，图2中的第一电感Ls^284.64纳亨，第 一电容Cs二5. 34皮法，第二电容Cp230.93皮法，第二电感Ls2=139. 2纳亨。 此时，通过计算从接收线圈201到放大器输入端202的传输系数得到的信噪比为O. 975。本发明所述的接收线圈回路，由于将含有较小容值电容的失谐回路203独 立设置在接收线圈201外部的电路板上，所以可以通过均匀地分布接收线圈201 中容值差别不大的电容，从而使场的分布更加均匀。而不似现有技术接收线圈 回路中失谐电容C4的容值与其他几个电容的电容值差距较大，影响场的分布。另外，本发明所述失谐回路中的二极管Dl和第一电感Lsl的连接点，可以 用于接入去耦电路来消除接收线圈201不同单元之间的相互影响。本发明中所 说的接收线圈201包括两种， 一种是只有一个单元的线圈，另外一种就是包含 不止一个单元的阵列线圈。针对阵列线圈这种情况，发明中的接收线圈回路应 用于每个线圈单元。所有的阵列线圈都是由多个单元组成的，在工作时同一个 阵列线圈的不同单元之间会存在耦合，进而影响成像结果。在现有技术中，去 耦电路并不方便添加，但采用本发明所述的接收线圈回路，可以很方便地从二 极管Dl和第一电感Lsl的连接点处接入相应的去耦电路。本发明进而提供了一种磁共振成像系统接收线圈的失谐方法，在如图2所 示的接收线圈201中串接一个失谐电容Cpl，在接收线圈201的外部独立于接收 线圈201的电路板上串联连接一个第一电感Lsl和一个二极管Dl，并将串联连 接的第一电感Lsl和二极管Dl与失谐电容Cpl并联连接。失谐电容Cpl、第一 电感Lsl和二极管Dl构成失谐回路203。当二极管Dl导通时，失谐电容Cpl和 第一电感Lsl构成并联谐振，从而使得整个接收线圈201处于不工作的失谐状 态。在此基础上，本发明方法通过改善接收线圈201中的电容分布来提高接收 线圈回路的性能。第一电容Cs与第二电容Cp2串联连接后，与二极管D1并联。 在前置放大器202这一侧，第二电容Cp2连接在放大器202输入端。通过调节第二电容Cp2的电容值来调节匹配状态，使得前置放大器202的输入阻抗匹配 到其最佳噪声匹配点。本发明方法还通过接入第二电感Ls2，来配合第一电容Cs和第二电容Cp2 的调节，使前置放大器202得到所需要的相位，匹配到其最佳噪声匹配点。第 二电感Ls2的一端连接在第一电容Cs和第二电容Cp2的连接点上，另一端连接 在前置放大器202的输入端口上。在某些仅使用第一电容Cs和第二电容Cp2无 法使前置放大器202得到所需要的相位时，通过添加的第二电感Ls2来配合调节第一电容Cs和第二电容Cp2，就可以使前置放大器202匹配到其最佳噪声匹 配点，并进而使得接收线圈201得到最佳的信噪比。有时，在接收线圈201的 尺寸比较大的情况下则有可能需要添加第二电感Ls2。为了方便地使接收线圈201进入失谐状态，本发明方法还通过接入一个第 三电感Ls3来为二极管Dl提供进入失谐状态的直流电。在需要进入失谐状态时， 前置放大器202通过第二电感Ls2和第三电感Ls3，将直流电输出到二极管Dl 上让其导通，使得接收线圈201其进入失谐状态。第三电感Ls3与第一电容Cs 并联连接， 一端接在第一电感Lsl和二极管Dl的连接点上，另一端接在第一电 容Cs和第二电容Cp2的连接点上。
权利要求
1. 一种磁共振成像系统接收线圈回路，包括接收线圈(201)及失谐回路(203)，其中所述失谐回路(203)包括一个串接于所述接收线圈(201)中的失谐电容(Cp1)、一个第一电感(Ls1)和一个二极管(D1)，所述第一电感(Ls1)和所述二极管(D1)串联连接后与所述失谐电容(Cp1)并联，其特征在于，所述第一电感(Ls1)和所述二极管(D1)独立于所述接收线圈(201)而设置于所述接收线圈(201)的外部。
2、 如权利要求l所述的磁共振成像系统接收线圈回路，其特征在于，所述 第一电感(Lsl)和所述二极管(Dl)设置于所述接收线圈(201)外部的电路 板上。
3、 如权利要求l所述的磁共振成像系统接收线圈回路，进一步包括前置放 大器(202)、第一电容(Cs)和第二电容(Cp2)，所述第一电容(Cs)与所 述第二电容(Cp2)串联连接后与所述二极管(Dl)并联，所述第二电容(Cp2) 的另一端连接于所述放大器(202)输入端；用于通过调节所述第二电容(Cp2) 使所述前置放大器(202)得到其最佳噪声匹配点，并进而使得所述接收线圈(201)得到最佳的信噪比。
4、 如权利要求3所述的磁共振成像系统接收线圈回路，进一步包括一个第 二电感(Ls2)，其一端连接于所述第一电容(Cs)与所述第二电容(Cp2)之 间，另一端连接于所述放大器(202)输入端口；用于与所述第一电容(Cs)和 所述第二电容(Cp2)进行配合，使所述前置放大器(202)匹配到其最佳噪声 匹配点。
5、 如权利要求3所述的磁共振成像系统接收线圈回路，进一步包括一个第 三电感(Ls3)，与所述第一电容(Cs)并联；用于对所述二极管(Dl)提供直 流电。
6、 一种磁共振成像系统接收线圈失谐方法，其特征在于，包括在接收线圈(201)中串接一个失谐电容(Cpl);及 独立于所述接收线圈(201)而在其外部串接一个第一电感(Lsl)和一个二极管(Dl)，并将串联后的第一电感(Lsl)和二极管(Dl)与所述失谐电容(Cpl)并联连接；其中，所述失谐电容(Cpl)、第一电感(Lsl)和二极管(Dl)构成失谐 回路(203)，当二极管(Dl)导通时，失谐电容(Cpl)和第一电感(Lsl)构 成并联谐振，从而使所述接收线圈(201)失谐。
7、 如权利要求6所述的方法，其特征在于，所述第一电感(Lsl)和二极 管(Dl)被设置于所述接收线圈(201)外部的电路板上。
8、 如权利要求6所述的方法，进一步提供前置放大器(202)、第一电容 (Cs)和第二电容(Cp2)，所述第一电容(Cs)与第二电容(Cp2)串联连接后与所述二极管(Dl)并联，所述第二电容(Cp2)连接于所述放大器(202) 输入端；用于通过调节所述第二电容(Cp2)使所述前置放大器(202)得到其 最佳噪声匹配点，并进而使得所述接收线圈(201)得到最佳的信噪比。
9、 如权利要求8所述的方法，进一步提供一个第二电感(Ls2)，将其一 端连接于所述第一电容(Cs)与第二电容(Cp2)之间，另一端连接于所述放大 器(202)输入端口；用于与所述第一电容(Cs)和所述第二电容(Cp2)进行 配合，使所述前置放大器(202)匹配到其最佳噪声匹配点。
10、 如权利要求8所述的方法，进一步提供一个第三电感(Ls3)，与所述 第一电容(Cs)并联；用于对所述二极管(Dl)提供直流电。
全文摘要
本发明公开了一种磁共振成像系统接收线圈回路及其失谐方法。所述接收线圈回路包括接收线圈及失谐回路，其中失谐回路包括串接于所述接收线圈中的失谐电容、第一电感和二极管，第一电感和二极管串联连接后与失谐电容并联，第一电感和二极管独立于接收线圈而设置于接收线圈的外部；接收线圈失谐方法，包括在接收线圈中串接失谐电容，及独立于接收线圈而在其外部串接第一电感和二极管，并将串联后的第一电感和二极管与失谐电容并联连接；所述失谐电容、第一电感和二极管构成失谐回路，当二极管导通时，失谐电容和第一电感构成并联谐振，从而使接收线圈失谐。本发明的的优点是节省了空间且不妨碍操作，提高了接收线圈回路场的分布性能。
文档编号A61B5/055GK101256222SQ20071006409
公开日2008年9月3日 申请日期2007年2月28日 优先权日2007年2月28日
发明者朱华彬, 李建中, 汪坚敏, 王海宁 申请人:西门子(中国)有限公司