專利名稱：用于接收磁共振信號的系統(tǒng)和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本文公開的主題通常涉及磁共振成像(magnetic resonance imaging,MRI)系統(tǒng)，并且更特別地涉及用于接收來自對象的磁共振(magnetic resonance,MR)信號的系統(tǒng)和方法。
背景技術(shù)：
MRI系統(tǒng)包含磁體，例如生成時間上為常數(shù)(即，均勻和靜態(tài)的)主要或主磁場的超導(dǎo)磁體(superconducting magnet)。MRI數(shù)據(jù)采集通過使用磁梯度線圈在主要磁場(primary magnetic field)內(nèi)激勵磁矩來完成。例如，為了成像感興趣的區(qū)域,給磁梯度線圈供能來施加磁梯度給主要磁場。然后，射頻(RF)發(fā)送線圈受脈沖作用來在MRI掃描儀的孔(bore)中創(chuàng)建RF磁場脈沖來選擇性地激勵對應(yīng)于感興趣的區(qū)域的體積以使用RF接收器線圈的相控陣列來采集感興趣的區(qū)域的MR圖像。所生成的合成圖像示出感興趣的區(qū)域的結(jié)構(gòu)和功能。經(jīng)由每個共振的RF接收器線圈所攜帯的感應(yīng)電流所引起的互感耦合，相控陣列內(nèi)的RF接收器線圈可彼此交互。RF接收器線圈之間的這樣的互感耦合可引起或增加RF接收器線圈之間的串?dāng)_，其可能引起合成圖像內(nèi)的偽影。RF接收器線圈之間的互感耦合還可降低RF接收器線圈和/或合成圖像的信噪比(SNR)。此外，利用MRI中的平行成像，變得希望來増加相控陣列內(nèi)的RF接收器線圈數(shù)量來提供具有更高信道數(shù)的相控陣列。然而，隨著相控陣列中的信道和/或RF接收器線圈的數(shù)量的増加，RF接收器線圈之間的互感耦合也可能増加?；ジ旭詈现械倪@樣的増加可導(dǎo)致進(jìn)一歩的SNR減小和/或平行成像性能退化，其可抵消相控陣列內(nèi)的RF接收器線圈和/或信道的數(shù)量増加的任何好處。

發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)各種實施例，本發(fā)明提供ー種前置放大器，用于磁共振成像(MRI)系統(tǒng)中的射頻(RF)接收器線圏。前置放大器包含放大器，配置為從RF接收器線圈接收至少ー個磁共振(MR)信號并且配置為生成放大的MR信號。輸入電路電連接到放大器。輸入電路配置為電連接到RF接收器線圈的輸出，用于將至少ー個MR信號從RF接收器線圈發(fā)送到放大器。輸入電路包含阻抗變換器和場效應(yīng)晶體管(FET)。FET電連接在阻抗變換器和放大器之間。FET具有FET阻抗。阻抗變換器配置為變換至少近似100歐姆的源阻抗(source impedance)。阻抗變換器還配置為將FET阻抗變換成小于近似5歐姆的前置放大器輸入阻杭。根據(jù)其他實施例，提供一種系統(tǒng)，用于接收由對象發(fā)射的磁共振(MR)信號。該系統(tǒng)包含射頻(RF)接收器線圈，配置為檢測MR信號，前置放大器，配置為生成放大的MR信號，以及阻抗變換器，電連接在RF接收器線圈和前置放大器之間。阻抗變換器配置為將RF接收器線圈的線圈阻抗變換成至少近似100歐姆的源阻杭。根據(jù)另ー些實施例，提供ー種方法，用于接收由對象發(fā)射的磁共振(MR)信號。該方法包含在阻抗變換器上接收來自射頻(RF)接收器線圈的至少ー個MR信號，使用阻抗變換器將RF接收器線圈的線圈阻抗變換成至少近似100歐姆的源阻抗，并且使用電連接到阻抗變換器的前置放大器來放大該至少ー個MR信號。


圖I是磁共振成像(MRI)系統(tǒng)的接收段(receive section)的實施例的框圖。圖2是圖示射頻(RF)接收器線圈的實施例和對應(yīng)的接收段的前置放大器的實施例的圖I所示的接收段的一部分的示意圖。圖3是圖示圖2中所示的前置放大器的實施例的示意圖。圖4是圖2和圖3所示的前置放大器的場效應(yīng)晶體管(FET)的實施例的斯密斯圖的實施例的圖形圖示。圖5是圖示用于接收磁共振(MR)信號的方法的實施例的流程圖。圖6是MRI系統(tǒng)的框圖，其中可實現(xiàn)根據(jù)各種實施例形成的前置放大器。
具體實施例方式當(dāng)結(jié)合附圖來閱讀時，將更好地理解上文概要以及下文某些實施例的詳細(xì)描述。就圖示各種實施例的功能塊的圖表的程度而言，該功能塊不必要指示硬件電路之間的分害I]。從而，例如，可用單片硬件或多片硬件來實現(xiàn)ー個或多個功能塊。應(yīng)理解各種實施例不限制于圖中所示的排列和工具。如本文所使用的，以單數(shù)敘述并且用冠以詞語“一”的元件或步驟應(yīng)該理解為不排除復(fù)數(shù)個所述元件或步驟，除非明確地聲明這樣的排除。此外，參照“一個實施例”并不旨在解釋為排除額外的實施例的存在，其也并入所敘述的特征。此外，除非明確地相反聲明，否則“包括”或“具有”具有特定的性質(zhì)的元件或多個元件的實施例可以包含不具有那種性質(zhì)的額外的這樣的元件。各種實施例提供用于使用磁共振成像(MRI)系統(tǒng)來接收(例如，由對象發(fā)射的)磁共振(MR)信號的系統(tǒng)和方法。通過實踐至少ー個實施例，提供前置放大器來適應(yīng)相對高的源阻抗而具有相對低的輸入阻杭。此外，通過實踐至少ー個實施例，與使用近似50歐姆的傳統(tǒng)源阻抗的MRI系統(tǒng)比較，可提供更高的阻斷阻杭。各種實施例的至少ー個技術(shù)效果包含陣列內(nèi)RF接收器線圈之間的射頻(RF)串?dāng)_的減小。各種實施例的至少ー個其他技術(shù)效果是具有更高的信噪比(SNR)的RF接收器線圏。如圖I所示，可實現(xiàn)與MRI系統(tǒng)的接收段80連接的各種實施例。接收段80配置為使用包含多個射頻(RF)接收器線圈102 (為簡單起見，如圖I中的單個塊元件所示)的線圈陣列100來采集MR數(shù)據(jù)。例如，線圈陣列100可以包含形成RF接收器線圈102的多個環(huán)形元件。RF接收器線圈102配置為檢測MR信號。應(yīng)該注意到可重疊RF接收器線圈102(例如鄰近的環(huán)形元件)來減小或最小化耦合。使用前置放大器82 (其也放大來自RF接收器線圈102的已接收的MR信號)，RF接收器線圈102也彼此隔離。在示范性實施例中，線圈陣列100是專用的只接收的線圈陣列。備選地，線圈陣列100是可開關(guān)陣列，例如可開關(guān)發(fā)送/接收(T/R)相控陣列線圈。本文中，部分和/或整個接收段80可被稱作為“系統(tǒng)”。從而，線圈陣列100形成連接到MRI系統(tǒng)的部分多信道接收段80。接收段80包含多個信道(Rcvr I…Rcvr N)，例如，十六個信道。然而，應(yīng)該注意到可提供更多或更少的信道。在示范性實施例中，用連接到多個RF接收器線圈102中的每ー個的単獨的接收信道86 (例如，連接到四乘四線圈陣列的十六個信道)，線圈陣列100連接到具有多信道系統(tǒng)接ロ 84 (例如，I. 5T系統(tǒng)接ロ)的多信道接收段80。系統(tǒng)接ロ 84可以包含多個偏置控制線88 (圖示為兩條線)來控制去耦電路(未示出)的開關(guān)，例如，其可使用MRI系統(tǒng)中存儲的線圈配置文件和/或基于用戶輸入來控制。例如，基于用戶輸入，可選擇特定的線圈配置文件來控制線圈陣列100，其配置為特定的成像模式(例如，使用MRI掃描儀上的控制的操作模式的用戶控制)中的T/R相控陣列線圈。也可提供RF IN控制線90來與例如組合器(未示出)連接來控制發(fā)送線圈陣列。圖2是圖示射頻(RF)接收器線圈102的實施例和對應(yīng)的前置放大器82的實施例的部分接收段80的示意圖。在示范性實施例中，前置放大器82具有相對低的輸入阻杭。例如，在一些實施例中，在共振頻率上，前置放大器82的“相對低的”輸入阻抗小于近似5歐姆。前置放大器82的輸入阻抗由電感器140定義，其在圖3中示 出。在圖2中，前置放大器的輸入阻抗由Zin表示。在一些實施例中，在共振頻率上，前置放大器82具有近似I歐姆和近似3歐姆之間的輸入阻杭。此外，在一些實施例中，在共振頻率處，前置放大器82具有近似2歐姆的輸入阻杭。應(yīng)該注意到用于說明性的目的，所有的電容器視為無損并且電感器用串聯(lián)電阻表示。在本文中，前置放大器82的輸入阻抗可被稱作為“前置放大器輸入阻杭”。RF接收器線圈102包含由電阻器122、電感器124、以及電容器126形成的RLC諧振電路。RF接收器線圈102也串聯(lián)連接到阻抗變換器128。更具體地，阻抗變換器128電連接在RF接收器線圈102和前置放大器82之間。阻抗變換器128形成RF接收器線圈102和前置放大器82之間的阻抗匹配網(wǎng)絡(luò)。阻抗變換器128配置為將RF接收器線圈102的線圈阻抗變換成前置放大器82的源阻杭。前置放大器82的源阻抗由Zott在圖2中表示。RF接收器線圈102的線圈阻抗可具有任何值，其可依賴于線圈載荷、線圈大小和/或場強等。RF接收器線圈102的線圈阻抗的例子包含但不限干，以I. 5T場強的近似2歐姆和近似10歐姆之間和/或類似的阻杭。在一個示范性實施例中，阻抗變換器128包含格型不平衡變換器(lattice-typebalun)。更具體地，阻抗變換器128包含兩個電感器130和132以及兩個電容器134和136。電感器130串聯(lián)連接到電容器134，而電感器132與電容器136串聯(lián)連接。電感器130和電容器134并聯(lián)于電感器132和電容器136。在示范性實施例中，格型不平衡阻抗變換器128的排列產(chǎn)生+/- 90°的相移。在本文中，電感器130和132中的每個可被稱作為“第一”和/或“第二”電感器。在本文中，電容器134和136可被稱作為“第一”和/或“第二”電容器。阻抗變換器128配置為將RF接收器線圈102的線圈阻抗變換成相對高的源阻抗Zouto例如，在一些實施例中，“相對高的”源阻抗Zott至少近似100歐姆。因此，在示范性實施例中，阻抗變換器128配置為將RF接收器線圈102的線圈阻抗變換成至少近似100歐姆的源阻抗2_。在一些實施例中，阻抗變換器128配置為將RF接收器線圈102的線圈阻抗變換成至少近似300歐姆、至少近似400歐姆、或至少近似500歐姆的源阻抗ZQUT。電感器130和132的示范性值包含但不限于近似123. 5 nH。電容器134和136的示范性值包含但不限于近似51pF。
阻抗變換器128也提供阻斷阻抗給RF接收器線圈102。RF接收器線圈102的線圈阻抗到相對高的源阻抗Zott的變換可使阻抗變換器128能提供更高的阻斷阻抗給RF接收器線圈102。因為前置放大器82的相對高的源阻抗Zom大于例如近似50歐姆的傳統(tǒng)值，所以阻抗變換器128的電感器130和132以及電容器134和136的電抗X增加。例如，電容器134和136中的每個的電抗X。和電感器130和132中的每個的電抗\可由等式定義Xc = Xl= VCR1 X R2);其中R1是線圈阻抗并且R2是源阻抗Zott。因為前置放大器82的輸入阻抗Zin相對低，所以阻抗變換器128形成并聯(lián)共振電路，其導(dǎo)致RF接收器線圈102的輸出138處的更高阻杭。隨著電抗\和\増加，由于阻斷阻抗與\和\的值直接成比例，所以阻斷阻抗增加。更高的阻斷阻抗抑制隨著RF接收器線圈102的RF電流量的増加，由于RF接收器線圈102之間的更少的交互和/或更小的相關(guān)噪聲，所以其可最終導(dǎo)致更高的SNR比。這樣的更高的阻斷阻抗的示范性值包含例如至少300歐姆、至少500歐姆、以及至少1000歐姆的阻斷阻抗。阻抗變換器128不限于用于將RF接收器線圈102的線圈阻抗變換成相對高的源 阻抗的格型不平衡結(jié)構(gòu)。而是，其間任何部件和排列的連接可以用于將RF接收器線圈102的線圈阻抗變換成相對高的源阻抗，例如但不限于其他類型的等效相移不平衡變換器和/或類似的變換器。圖3是圖示圖2所示的前置放大器82的實施例的示意圖。前置放大器82配置為適應(yīng)相對高的源阻抗Zott而提供相對低的輸入阻抗ZIN。前置放大器82的輸入阻抗Zin由前置放大器82的電感器140定義。前置放大器82包含放大器142，放大器142從對應(yīng)的RF接收器線圈102 (圖2)接收MR信號并且放大已接收的MR信號。輸入電路144電連接到放大器142。輸入電路144經(jīng)由阻抗變換器128 (圖2)電連接到對應(yīng)的RF接收器線圈102的輸出138 (圖2)。輸入電路144配置為將MR信號從對應(yīng)的RF接收器線圈102發(fā)送到放大器 142。輸入電路144包含阻抗變換器146,其包含電容器148和電感器140。輸入電路144也包含場效應(yīng)晶體管(FET) 150，F(xiàn)ET 150電連接在阻抗變換器146和放大器142之間，例如如圖3所示的。阻抗變換器146電連接在放大器142和對應(yīng)的RF接收器線圈102之間。在示范性實施例中，F(xiàn)ET 150具有相對大的噪聲圓(noise circle)，該噪聲圓位于斯密斯圖中的中心，用于FET 150來得到相對低的噪聲圖。換句話說，F(xiàn)ET 150能夠在源阻抗Z■的相對廣的范圍內(nèi)提供相對低的噪聲圖。例如，在一些實施例中，F(xiàn)ET 150的噪聲圓的“相對大”的大小是至少近似0. 3分貝。在一些實施例中，F(xiàn)ET 150的噪聲圓具有至少近似0.6分貝的大小。FET 150的噪聲圓的大小依賴于FET 150的噪聲電阻RN。FET 150可具有任何值的噪聲電阻Rn，噪聲電阻Rn提供具有至少0. 3分貝(例如但不限于小于近似0. 03歐姆、等于或小于近似0.02歐姆、和/或類似)的大小的噪聲圓。斯密斯圖內(nèi)的FET 150的噪聲圓的位置依賴于FET 150的最佳反射系數(shù)。例如，當(dāng)FET 150的最佳反射系數(shù)小于近似100歐姆吋，F(xiàn)ET 150的噪聲圓可位于更接近斯密斯圖的中心(S卩，更接近為同心)。在ー些實施例中，F(xiàn)ET 150的噪聲圓位于斯密斯圖內(nèi)的中心(S卩，與斯密斯圖同心)。在一些實施例中，例如FET 150具有小于近似100歐姆的最佳反射系數(shù)。在一些實施例中，例如FET 150具有近似40歐姆和近似60歐姆之間(例如近似50歐姆)的最佳反射系數(shù)。
圖4是用于FET 150 (圖3)的斯密斯圖的實施例的圖形圖示。在圖4的示范性實施例中，F(xiàn)ET 150具有近似0. 02歐姆的噪聲電阻Rn和近似50歐姆的最佳反射系數(shù)。如圖4所示的FET 150的噪聲圓152具有近似0.6分貝的大小。如可以從圖4中看出的，F(xiàn)ET150的噪聲圓152的中心154相對接近于斯密斯圖的中心156。通過“更接近”其意味著斯密斯圖的中心156位于噪聲圓152的圓周158內(nèi)。在一些備選的實施例中，斯密斯圖的中心156與噪聲圓152的中心154對準(zhǔn)以使斯密斯圖和噪聲圓152同心。再次參照圖3，阻抗變換器146配置為將由阻抗變換器128提供的相對高的源阻抗Zqut變換成FET 150的噪聲圓(例如，圖4所示的噪聲圓152)內(nèi)的阻抗。換句話說，阻抗變換器146配置為將至少近似100歐姆的源阻抗Zqut變換成FET 150的噪聲圓內(nèi)的阻杭。例如，在一些實施例中，阻抗變換器146配置為將至少近似300歐姆、至少近似400歐姆、或至少近似500歐姆的源阻抗Zout變換成FET 150的噪聲圓內(nèi)的阻抗。FET 150的相對大的噪聲圓使阻抗變換器146能形成LC串聯(lián)共振而將相對高的源阻抗Zom變換成噪聲圓內(nèi)的阻杭。選擇噪聲圓內(nèi)的阻抗(阻抗變換器146將相對高的源阻抗Zott變換成該噪聲圓內(nèi)的阻杭)用于最佳噪聲匹配，即，來得到減小的或最小的噪聲圖，其可増加RF接收器線圈102的 SNR。阻抗變換器146也配置為將FET 150的阻抗變換成前置放大器82的相對低的輸入阻抗ZIN。換句話說，阻抗變換器146配置為將FET 150的阻抗變換成小于近似5歐姆的輸入阻抗ZIN。例如，在一些實施例中，阻抗變換器146配置為將FET 150的阻抗變換成近似I歐姆和近似3歐姆之間(例如近似2歐姆)的輸入阻抗ZIN。FET 150的阻抗可具有任何值，例如但不限于至少近似1，000歐姆、至少近似500，000歐姆、至少近似1，000, 000歐姆、和/或類似值。電感器140的示范性值包含但不限于近似4. 4pF。電容器148的示范性值包含但不限于近似515 nH。本文中，F(xiàn)ET 150的阻抗可被稱作為“FET阻杭”。圖5是圖不用于接收磁共振(MR)信號(例如，由對象發(fā)射的MR信號)的方法160的實施例的流程圖。在162，方法160包含在阻抗變換器處接收來自RF接收器線圈的至少ー個MR信號。例如，可在阻抗變換器128 (圖2)處從RF接收器線圈102 (圖2)接收MR信號。在164，阻抗變換器將RF接收器線圈的線圈阻抗變換成至少近似100歐姆的相對高的源阻抗Zott (圖2和3)。例如，在164，阻抗變換器128可用于將RF接收器線圈102的線圈阻抗變換成相對高的源阻抗Zot。在166，由前置放大器(例如，圖I到圖3所示的前置放大器82)將源阻抗Zott變換成前置放大器的FET (例如，圖3所示的FET 150)的噪聲圓內(nèi)的阻抗。在168，由前置放大器將前置放大器的FET的阻抗變換成小于近似5歐姆的前置放大器的相對低的輸入阻抗ZIN。在170，方法160還包含使用前置放大器來放大MR信號。應(yīng)該注意到，各種實施例不限制于特定的MRI系統(tǒng)或特定的線圈類型或排列。因此，可以與具有不同的功率電平、信道等并且具有操作于ー個或多個頻率的不同的接收表面線圈的MRI系統(tǒng)一起使用本文描述和/或圖示的實施例。此外，本文描述和/或圖示的實施例內(nèi)包含的部件以及每個部件的值可如所希望地或所需要地改變。例如，用于與圖6所示的MRI系統(tǒng)200 —起使用的MR線圈，可用來實現(xiàn)本文描述和/或圖示的各種實施例。應(yīng)該意識到，盡管成像系統(tǒng)200圖示為單模態(tài)成像系統(tǒng)，但是各種實施例可以實現(xiàn)在多模態(tài)成像系統(tǒng)中或與多模態(tài)成像系統(tǒng)一起實現(xiàn)。成像系統(tǒng)200圖示為MRI成像系統(tǒng)并且可與不同類型的醫(yī)學(xué)成像系統(tǒng)組合，例如計算機斷層成像術(shù)(ComputedTomography, CT)、正電子發(fā)射斷層成像術(shù)(Positron Emission Tomography, PET)、單光子發(fā)射計算機斷層成像術(shù)(Single Photon Emission Computed Tomography, SPECT)、以及超聲波系統(tǒng)、或能夠生成圖像(特別是人類的圖像)的任何其他系統(tǒng)。此外，各種實施例不限制于用于成像人類對象的醫(yī)學(xué)成像系統(tǒng)，還可以包含用于成像非人類對象、行李等的獸醫(yī)或非醫(yī)學(xué)系統(tǒng)。參照圖6，MRI系統(tǒng)200通常包含成像部分232和處理部分236，其可包含處理器或者其他計算或控制器裝置。在構(gòu)臺(gantry) 240內(nèi)，MRI系統(tǒng)200包含超導(dǎo)磁體262，以磁體線圈支撐結(jié)構(gòu)支撐的磁性線圈來形成超導(dǎo)磁體262。然而，在其他實施例中，可使用不同類型的磁體，例如永磁體或電磁體。容器264 (也稱作低溫保持器)圍繞超導(dǎo)磁體262并且充滿液氦來冷卻超導(dǎo)磁體262的線圈。圍繞容器264的外表面和超導(dǎo)磁體262的內(nèi)表面來提供熱絕緣266。在超導(dǎo)磁體262中提供多個磁梯度線圈268并且在多個磁梯度線圈268中提供RF發(fā)送線圈270。在一些實施例中，可用如本文更詳細(xì)描述的發(fā)送與接收線圈來代替RF發(fā)送線圈270。構(gòu)臺240內(nèi)的部件通常形成成像部分232。應(yīng)該注意到，盡管超導(dǎo)磁體262是圓柱狀，但是也可以使用其他形狀的磁體。處理部分236通常包含控制器256、主磁場控制278、梯度場控制282、存儲器284、顯示裝置286、發(fā)送-接收(T-R)開關(guān)288、RF發(fā)送器290以及接收器292。在操作中，對象的主體(例如待成像的患者或體模)放置于合適的支撐(例如，患者臺)上的孔242中。超導(dǎo)磁體262產(chǎn)生穿過孔242的均勻和靜態(tài)的主磁場Bo。在孔242中和對應(yīng)地在患者中的電磁場強度由控制器276經(jīng)由主磁場控制278來控制，主磁場控制278也控制向超導(dǎo)磁體262的供能電流的供應(yīng)。提供磁梯度線圈268 (其包含一個或多個梯度線圈元件)以便可以在三個正交方向x、y、以及z中的任何一個或多個上施加磁梯度給超導(dǎo)磁體262內(nèi)的孔242中的磁場B。。磁梯度線圈268由梯度場控制282供能并且也由控制器276控制。RF發(fā)送線圈270 (其可以包含多個線圈)安排為發(fā)送磁脈沖和/或可選地同時檢測來自患者的MR信號(如果也提供接收線圈元件，例如配置為RF接收器線圈的表面線圈)。RF接收器線圈(例如，圖I和圖2中示出的RF接收器線圈102)可以是任何類型或配置(例如，単獨的接收器表面線圈)并且包含如本文更詳細(xì)描述和圖示的阻抗變換器128和前置放大器82。此外，系統(tǒng)接ロ 84 (在圖I中示出)可以形成例如，控制器276、T-R開關(guān)288或接收器292的一部分，其與線圈陣列一起可形成接收段80。RF發(fā)送線圈270可為主體線圈，例如鳥籠型線圈。接收表面線圈可為在RF發(fā)送線圈270中提供的RF線圈的陣列。RF發(fā)送線圈270從如本文所描述的接收表面線圈失諧或去率禹。從而，配置為主體部分具體的線圈(例如，torso線圈)的RF發(fā)送線圈270,可與接收表面線圈組合。RF發(fā)送線圈270和接收器表面線圈分別通過T-R開關(guān)288選擇性地互連到RF發(fā)送器290或接收器292中的ー個。由控制器276控制RF發(fā)送器290和T-R開關(guān)288以使RF場脈沖或信號由RF發(fā)送器290生成并且選擇性地施加到患者用于患者中的磁共振的激勵。當(dāng)RF激勵脈沖施加到患者吋，也促使T-R開關(guān)288從接收器292斷開接收表面線圈。隨著RF脈沖的施加，再次促使T-R開關(guān)288從RF發(fā)送器290斷開RF發(fā)送線圈270并且連接接收器表面線圈到接收器292。接收器表面線圈操作為檢測或感測由患者中的激勵核子導(dǎo)致的MR信號并且將MR信號通信到接收器292，其可通信到如本文更詳細(xì)描述的多個信道。這些已檢測的MR信號又通信到控制器276。控制器276包含處理器(例如，圖像重建處理器)，例如，控制MR信號的處理來產(chǎn)生表示患者的圖像的信號的處理器。表示圖像的已處理的信號也發(fā)送到顯示裝置286來提供圖像的視覺顯示。具體地，MR信號充滿或形成k空間，傅里葉變換該k空間來獲得可視的圖像。表示圖像的已處理的信號隨后發(fā)送到顯示裝置286。前置放大器的各種實施例適應(yīng)相對高的源阻抗而提供相對低的輸入阻抗。各種實施例可提供比使用近似50歐姆的傳統(tǒng)源阻抗的MRI系統(tǒng)更高的阻斷阻杭。RF接收器線圈的各種實施例可具有較高的SNR。因為去耦阻抗可以直接地解釋成共振環(huán)中感應(yīng)的RF電流的減小，所以前置放大器去耦效率的改進(jìn)可導(dǎo)致陣列內(nèi)的RF接收器線圈之間的RF串?dāng)_的減小。RF接收器線圈之間的串?dāng)_的減小可減小RF接收器線圈之間的相互交互，并且還可以帶來進(jìn)ー步改進(jìn)基礎(chǔ)RF線圈設(shè)計(包含進(jìn)ー步縮小的線圈幾何形狀)的有效方式，用于MRI中的更多內(nèi)在SNR和/或改進(jìn)平行成像性能。例如，其可不必遵循10%到15%的規(guī)則。 由各種實施例提供的更高的前置放大器阻斷可使能RF接收器線圈設(shè)計的簡化和/或可導(dǎo)致RF接收器線圈之間的隔離電路的減小或移除而沒有折衷RF接收器線圈陣列的性能，其可導(dǎo)致制造期間隔離調(diào)整的減小或消除。各種實施例可減小制造RF接收器線圈、前置放大器、MRI接收段、和/或MRI系統(tǒng)整體的成本。應(yīng)該注意到各種實施例可用硬件、軟件或其組合實現(xiàn)。各種實施例和/或部件，例如，模塊、或其中的部件以及控制器，也可實現(xiàn)為一個或多個計算機或處理器中的部分。計算機或處理器可以包含計算裝置、輸入裝置、顯示單元以及接ロ，例如，用于訪問因特網(wǎng)。計算機或處理器可以包含微處理器。微處理器可連接到通信總線。計算機或處理器還可以包含存儲器。存儲器可以包含隨機存取存儲器(RAM)和只讀存儲器(ROM)。計算機或處理器還可以包含存儲裝置，其可為硬盤驅(qū)動或可移除存儲驅(qū)動(例如軟盤驅(qū)動、光盤驅(qū)動等)。存儲裝置還可以是用于裝載計算機程序或其他指令到計算機或處理器的其他類似組件。如本文所使用的，術(shù)語“計算機”或“模塊”可以包含任何基于處理器或基于微處理器的系統(tǒng)(包含使用微控制器、精簡指令集計算機(RISC)、ASIC、邏輯電路、以及能夠執(zhí)行本文描述的功能的任何其他電路或處理器)。以上例子只是示范性，并且從而不g在以任何方式限制術(shù)語“計算機”的定義和/或意義。為了處理輸入數(shù)據(jù)，計算機或處理器執(zhí)行存儲在ー個或多個存儲元件中的指令集。存儲元件還可以如所希望地或所需要地存儲數(shù)據(jù)或其他信息。存儲元件可以是處理機器內(nèi)的信息源或物理存儲器元件的形式。指令集可以包含各種命令，該命令指示計算機或處理器作為處理機器來進(jìn)行具體的操作(例如，本發(fā)明的各種實施例的方法和過程)。指令集可以是軟件程序的形式。軟件可以是例如系統(tǒng)軟件或應(yīng)用軟件等的各種形式并且其可實施為有形的和非暫時性的計算機可讀介質(zhì)。另外，軟件可以是單獨的程序或模塊的集合、較大程序內(nèi)的程序模塊或部分程序模塊的形式。軟件也可以包含以面向?qū)ο缶幊痰男问降哪K化編程。由處理機器的輸入數(shù)據(jù)的處理可響應(yīng)于操作員命令、或響應(yīng)于以前處理的結(jié)果、或響應(yīng)于另ー處理機器作出的請求。
如本文所使用的，術(shù)語“軟件”和“固件”是可互換的，并且包含存儲器中存儲的用于由計算機執(zhí)行的任何計算機程序，包含RAM存儲器、ROM存儲器、EPROM存儲器、EEPROM存儲器、以及非易失性RAM (NVRAM)存儲器。以上存儲器類型只是示范性的，并且從而不限制可用于計算機程序的存儲的存儲器的類型。應(yīng)理解以上描述旨在說明性的并且不是限制性的。例如，上述的實施例(和/或其各方面)可彼此組合使用。此外，可作出許多修改來使特定的情況或材料適應(yīng)于各種實施例的教導(dǎo)而沒有背離他們的范圍。雖然本文描述的材料的尺寸和類型_在定義各種實施例的參數(shù)，但是他們絕對沒有限制并且只是示范性的?；仡櫼陨厦枋鰰r，許多其他實施例對于本領(lǐng)域技術(shù)人員是明顯的。因此，應(yīng)該參照所附的權(quán)利要求來確定各種實施例的范圍，連同這樣的權(quán)利要求的等效的全部范圍進(jìn)行聲明。在所附的權(quán)利要求中，術(shù)語“包含”和“在其中”用作各自的術(shù)語“包括”和“其中”的簡明英文等效。此外，在下文權(quán)利要求中，術(shù)語“第一”、“第二”和“第三”等只用作標(biāo)簽，并且并不g在在他們的對象上施加數(shù)量要求。另外，下文權(quán)利要求的限制沒有用組件加功能的格式書寫并且并不g在基于35 U. S. C. § 112，第六段來解釋，除非并且直到權(quán)利要求限制清楚地使用后接沒有進(jìn)ー步結(jié)構(gòu)的功能的聲明的 短語“組件用干”。本書面描述使用包含最佳模式的例子來公開各種實施例，并且也使本領(lǐng)域的任何技術(shù)人員能實踐各種實施例，包含制作并且使用任何裝置或系統(tǒng)并且進(jìn)行任何并入的方法。各種實施例的可專利范圍由權(quán)利要求定義，并且可以包含本領(lǐng)域技術(shù)人員所想到的其他例子。如果這樣的其他例子具有沒有不同于權(quán)利要求的字面語言的結(jié)構(gòu)元件，或這樣的其他例子包含具有與權(quán)利要求的字面語言無實質(zhì)差別的等效結(jié)構(gòu)元件，則這樣的其他例子旨在落入權(quán)利要求的范圍內(nèi)。部件列表 接收段80 前置放大器82 系統(tǒng)接ロ 84 接收信道86 偏置控制線88 RF IN控制線90 線圈陣列100
RF接收器線圈102 電阻器122 電感器124 電容器126 阻抗變換器128 電感器130 電感器132 電容器134 電容器136 輸出138電感器140放大器142輸入電路144阻抗變換器146電容器148FET 150噪聲圓152中心154中心156圓周158方法160MRI系統(tǒng)200成像部分232處理部分236構(gòu)臺240 孔242控制器256超導(dǎo)磁體262容器264熱絕緣266磁梯度線圈268RF發(fā)送線圈270控制器276磁場控制278梯度場控制282存儲器284顯示裝置286T-R開關(guān)288RF發(fā)送器290接收器292。
權(quán)利要求
1.ー種前置放大器(82)，用于磁共振成像(MRI)系統(tǒng)(200)中的射頻(RF)接收器線圈(102)，所述前置放大器包括 放大器(142)，配置為從所述RF接收器線圈接收至少ー個磁共振(MR)信號并且配置為生成放大的MR信號；以及 輸入電路(144)，電連接到所述放大器，所述輸入電路配置為電連接到所述RF接收器線圈的輸出(138)，用于將所述至少ー個MR信號從所述RF接收器線圈發(fā)送到所述放大器，所述輸入電路包括阻抗變換器(146)和場效應(yīng)晶體管(FET) (150)，所述FET電連接在所述阻抗變換器和所述放大器之間，所述FET具有FET阻杭，所述阻抗變換器配置為變換至少近似100歐姆的源阻抗，所述阻抗變換器還配置為將所述FET阻抗變換成小于近似5歐姆的前置放大器輸入阻杭。
2.如權(quán)利要求I所述的前置放大器(82)，其中所述阻抗變換器(146)配置為將所述源阻抗變換成所述FET (150)的噪聲圓(152)內(nèi)的阻抗。
3.如權(quán)利要求I所述的前置放大器(82)，其中所述阻抗變換器(146)配置為變換至少近似300歐姆的源阻杭。
4.如權(quán)利要求I所述的前置放大器(82)，其中所述阻抗變換器(146)配置為將所述FET阻抗變換成近似I歐姆和近似3歐姆之間的前置放大器輸入阻杭。
5.如權(quán)利要求I所述的前置放大器(82)，其中所述阻抗變換器(146)配置為將至少近似500，000歐姆的FET阻抗變換成所述前置放大器輸入阻杭。
6.如權(quán)利要求I所述的前置放大器(82)，其中所述阻抗變換器(146)配置為將所述源阻抗變換成所述FET (150)的噪聲圓(152)內(nèi)的阻抗，所述FET的所述噪聲圓具有至少近似0. 3分貝的大小。
7.如權(quán)利要求I所述的前置放大器(82)，其中所述阻抗變換器(146)配置為將所述FET阻抗變換成近似2歐姆的前置放大器輸入阻杭。
8.如權(quán)利要求I所述的前置放大器(82)，其中所述FET(150)具有小于近似100歐姆的最佳反射系數(shù)。
9.如權(quán)利要求I所述的前置放大器(82)，其中所述阻抗變換器(146)電連接到所述放大器(142)，所述阻抗變換器配置為電連接在所述RF接收器線圈(102)和所述放大器之間。
全文摘要
本發(fā)明名稱為“用于接收磁共振信號的系統(tǒng)和方法”。提供一種前置放大器(82)，用于磁共振成像(MRI)系統(tǒng)(200)中的射頻(RF)接收器線圈(102)。前置放大器包含放大器(142)，配置為從RF接收器線圈接收至少一個磁共振(MR)信號并且配置為生成放大的MR信號。輸入電路(144)電連接到放大器。輸入電路配置為電連接到RF接收器線圈的輸出(138)，用于將至少一個MR信號從RF接收器線圈發(fā)送到放大器。輸入電路包含阻抗變換器(146)和場效應(yīng)晶體管(FET)(150)。FET電連接在阻抗變換器和放大器之間。FET具有FET阻抗。阻抗變換器配置為變換至少近似100歐姆的源阻抗。阻抗變換器還配置為將FET阻抗變換成小于近似5歐姆的前置放大器輸入阻抗。
文檔編號G01R33/36GK102866368SQ20121020034
公開日2013年1月9日 申請日期2012年6月18日 優(yōu)先權(quán)日2011年6月17日
發(fā)明者褚大申, R.斯托爾蒙特, S.林賽, R.馬蒂亞斯 申請人:通用電氣公司