具有能夠在阻擋狀態(tài)與透明狀態(tài)之間切換的射頻屏蔽的mri線圈組件的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種用于采集磁共振數(shù)據(jù)（342）的磁共振成像系統(tǒng)（300、400）。所述磁共振成像系統(tǒng)包括被配置為輻射射頻能量和/或從成像區(qū)接收射頻能量的線圈組件（319）。所述線圈組件具有被配置為朝向所述成像區(qū)的第一表面（315）并且包括至少一個(gè)線圈元件（317）。所述線圈組件還包括可在RF阻擋狀態(tài)（804）與RF透明狀態(tài)（802）之間切換的射頻屏蔽（319）。所述至少一個(gè)線圈元件在所述第一表面與所述射頻屏蔽之間。所述可切換射頻屏蔽包括至少兩個(gè)傳導(dǎo)元件（322）。所述射頻屏蔽包括至少一個(gè)射頻開關(guān)（324），所述射頻開關(guān)被配置為在所述阻擋狀態(tài)電連接所述至少兩個(gè)傳導(dǎo)元件并且在所述透明狀態(tài)斷開所述至少兩個(gè)傳導(dǎo)元件。
【專利說明】具有能夠在阻擋狀態(tài)與透明狀態(tài)之間切換的射頻屏蔽的MRI線圈組件【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及磁共振成像，具體而言涉及具有可切換射頻屏蔽的線圈組件。
【背景技術(shù)】
[0002]磁場被用于磁共振(MR)成像中，以使原子的核自旋對齊，作為用于產(chǎn)生患者身體內(nèi)的圖像的程序的部分。該磁場被稱作BO場。在MR掃描期間，由發(fā)射器或放大器以及天線生成的射頻(RF)脈沖造成對局部磁場的擾動(dòng)，并且可以被用于操縱所述核自旋相對于所述BO場的取向。由所述核自旋發(fā)出的射頻(RF)信號(hào)被接收器線圈探測到，并且這些RF信號(hào)被用于構(gòu)建M RI圖像。
[0003]在迄今為止的大多數(shù)MR系統(tǒng)中，體積線圈(例如正交體線圈，QBC)被用于發(fā)射用于自旋激勵(lì)的高功率信號(hào)。對于全身成像，這是針對直到3T的標(biāo)準(zhǔn)設(shè)置。對于頭部成像，體積發(fā)射器被應(yīng)用于7T及以上。
[0004]在大多數(shù)這樣的磁共振成像系統(tǒng)中，多通道接收陣列被用于改進(jìn)的信號(hào)接收和加速的成像協(xié)議。對于所有的解剖結(jié)構(gòu)和所有的場強(qiáng)度都是如此。
[0005]目前的多通道系統(tǒng)的缺點(diǎn)在于每個(gè)通道的天線或天線元件之間可能存在耦合。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0006]本發(fā)明在獨(dú)立權(quán)利要求中提供一種磁共振成像系統(tǒng)、一種線圈組件以及一種計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品。在從屬權(quán)利要求中給出了實(shí)施例。
[0007]本發(fā)明的實(shí)施例通過使用可切換射頻屏蔽以減少被用于發(fā)射射頻能量的天線元件之間的耦合，而可以解決該問題以及其他問題。
[0008]本發(fā)明的實(shí)施例可以采用可切換RF屏蔽，以屏蔽和/或解耦發(fā)射/接收(Tx-Rx)表面線圈。這可以提供對用于Tx-Rx操作的常規(guī)線圈或線圈陣列的幾種改進(jìn):在發(fā)射階段期間，所述RF屏蔽被切換到常規(guī)的RF阻擋模式，由此阻止所述線圈元件輻射其驅(qū)動(dòng)RF功率的顯著量。此外，附近的屏蔽允許更為容易地解耦相鄰的線圈元件，這對于平行發(fā)射是有益的。所提及的兩項(xiàng)在高場應(yīng)用中均是尤為重要的。
[0009]在接收階段期間，合適的開關(guān)(例如，PIN 二極管)打開所述RF屏蔽改善每個(gè)元件的接收靈敏度。作為附帶結(jié)果，在發(fā)射階段期間出現(xiàn)的電場被成功抑制，得到弛豫的SAR性倉泛。
[0010]一些實(shí)施例可以用如下方式將局部RF屏蔽使用到局部TxRx線圈，使得電子開關(guān)(例如，PIN 二極管)允許改變這種屏蔽的行為。在發(fā)射模式期間，所述開關(guān)鏈接所述RF屏蔽的塊(piece)，從而實(shí)現(xiàn)RF阻擋行為。這些導(dǎo)致在發(fā)射期間所述線圈的抑制的輻射損失，并減少與相鄰元件的耦合，所述耦合對于平行發(fā)射陣列而言是強(qiáng)制的。此外，所述電場被顯著抑制，改善了這種線圈的SAR行為。所述電磁輻射被約束到所要求的視場(F0V)。
[0011]在所述接收模式期間，所述開關(guān)打開所述RF屏蔽，將其分割成幾個(gè)小塊，所述小塊彼此電氣隔離。所述線圈元件的靈敏度由此相比所述Tx階段得以顯著改善，允許加速的成像(例如，SENSE)。
[0012] 本發(fā)明的實(shí)施例可以解決以下問題，尤其是在高場應(yīng)用中(3T、7T):
[0013].線圈的輻射損失正變?yōu)橹饕獑栴}
[0014]?對FOV外部的身體部分的輻射(后向折疊，SAR，額外損失，位于臂、肩部分和頭的局部熱點(diǎn))
[0015].線圈元件之間的耦合總是個(gè)大問題，尤其對于平行發(fā)射應(yīng)用。
[0016]本文中使用的“計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)”包括可以存儲(chǔ)能夠由計(jì)算設(shè)備的處理器執(zhí)行指令的任意有形存儲(chǔ)介質(zhì)。所述計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)可以被稱作計(jì)算機(jī)可讀非暫態(tài)存儲(chǔ)介質(zhì)。所述計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)也可以被稱作有形計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)。在一些實(shí)施例中，計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)也可以能夠存儲(chǔ)被計(jì)算設(shè)備的處理器訪問的數(shù)據(jù)。計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)的范例包括，但不限于:軟盤、穿孔帶、穿孔卡、磁性硬盤驅(qū)動(dòng)器、固態(tài)硬盤、閃存、USB拇指驅(qū)動(dòng)器，隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(RAM)、只讀存儲(chǔ)器(ROM)、光盤、磁光盤以及處理器的寄存器文件。光盤的范例包括緊密盤(CD)和數(shù)字多用光盤(DVD)，例如CD-ROM、CD-RW、CD-R、DVD-ROM、DVD-Rff或DVD-R盤。術(shù)語計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)也指能夠經(jīng)由網(wǎng)絡(luò)或通信鏈路被計(jì)算機(jī)設(shè)備訪問的各種類型的記錄介質(zhì)。例如，數(shù)據(jù)可以在調(diào)制解調(diào)器上、互聯(lián)網(wǎng)上或局域網(wǎng)上被檢索。對計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)的引用應(yīng)被解釋為可能為多個(gè)計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)。程序或多個(gè)程序的各個(gè)可執(zhí)行組件可以被存儲(chǔ)在不同位置。所述計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)例如可以為相同計(jì)算機(jī)系統(tǒng)內(nèi)的多個(gè)計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)。所述計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)也可以為分布在多個(gè)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)或計(jì)算設(shè)備間的計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)。
[0017]“計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)器”或“存儲(chǔ)器”為計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)的范例。計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)器為可由處理器直接訪問的任意存儲(chǔ)器。計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)器的范例包括，但不限于:RAM存儲(chǔ)器、寄存器和寄存器文件。對“計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)器”或“存儲(chǔ)器”的引用應(yīng)被解釋為可能為多個(gè)存儲(chǔ)器。所述存儲(chǔ)器例如可以為相同計(jì)算機(jī)系統(tǒng)內(nèi)的多個(gè)存儲(chǔ)器。所述存儲(chǔ)器也可以為被分布在多個(gè)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)或計(jì)算設(shè)備間的多個(gè)存儲(chǔ)器。
[0018]“計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)設(shè)備”或“存儲(chǔ)設(shè)備”為計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)的范例。計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)設(shè)備為任意非易失性計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)。計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)設(shè)備的范例包括，但不限于:硬盤驅(qū)動(dòng)器、USB拇指驅(qū)動(dòng)器、軟盤驅(qū)動(dòng)器、智能卡、DVD、⑶-ROM，以及固態(tài)硬盤驅(qū)動(dòng)器。在一些實(shí)施例中，計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)器也可以為計(jì)算機(jī)儲(chǔ)存器，反之亦然。對“計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)設(shè)備”或“存儲(chǔ)設(shè)備”的引用應(yīng)盡被解釋為可能為多個(gè)存儲(chǔ)介質(zhì)或設(shè)備。所述存儲(chǔ)設(shè)備例如可以為相同計(jì)算機(jī)系統(tǒng)或計(jì)算設(shè)備內(nèi)的多個(gè)存儲(chǔ)設(shè)備。所述存儲(chǔ)設(shè)備也可以為分布在多個(gè)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)或計(jì)算設(shè)備間的多個(gè)存儲(chǔ)設(shè)備。
[0019]本文中使用的“處理器”涵蓋能夠執(zhí)行程序或機(jī)器可執(zhí)行指令的電子器件。對包括“處理器”的計(jì)算設(shè)備的引用應(yīng)盡可能地被解釋為包含多于一個(gè)處理器或處理核。所述處理器例如可以為多核處理器。處理器也可以指單個(gè)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)內(nèi)或被分布在多個(gè)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)間的處理器的集合。術(shù)語計(jì)算設(shè)備也應(yīng)被解釋為可能是計(jì)算設(shè)備的集合或網(wǎng)絡(luò)，每個(gè)計(jì)算設(shè)備均包括處理器或多個(gè)處理器。許多程序都具有它們的由多個(gè)處理器執(zhí)行的指令，所述多個(gè)處理器可以在相同的計(jì)算設(shè)備內(nèi)或者它們甚至可以分布在多個(gè)計(jì)算設(shè)備上。
[0020]本文中使用的“用戶接口 ”為允許用戶或操作者與計(jì)算機(jī)或計(jì)算機(jī)系統(tǒng)交互的接口?！坝脩艚涌凇币部梢员环Q作“人機(jī)接口設(shè)備”。用戶接口可以將信息或數(shù)據(jù)提供給操作者和/或從操作者接收信息或數(shù)據(jù)。用戶接口可以使得來自操作者的輸入能夠被計(jì)算機(jī)接收，并且可以從所述計(jì)算機(jī)向所述用戶提供輸出。換言之，用戶接口可以允許操作和控制或操縱計(jì)算機(jī)，并且所述接口可以允許所述計(jì)算機(jī)指示所述操作和的控制或操作的效果。數(shù)據(jù)或信息在顯示器或圖形用戶界面上的顯示是向操作者提供信息的范例。通過鍵盤、鼠標(biāo)、軌跡球、觸摸板、指示桿、圖形輸入板、操縱桿、手柄、網(wǎng)絡(luò)攝像頭、頭戴式受話器、變速桿、舵輪、踏板、有線手套、跳舞毯、遙控器、一個(gè)或多個(gè)開關(guān)、一個(gè)或多個(gè)按鈕以及加速度計(jì)都是實(shí)現(xiàn)從操作者的接收信息或數(shù)據(jù)的用戶接口部件的范例。
[0021]本文中使用的“硬件接口 ”涵蓋使得計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的處理器能夠與外部計(jì)算設(shè)備和/或裝置交互和/或控制外部計(jì)算設(shè)備和/或裝置的接口。硬件接口可以允許處理器將控制信號(hào)或指令發(fā)送到外部計(jì)算設(shè)備和/或裝置。硬件接口也可以使得處理器能夠與外部計(jì)算設(shè)備和/或裝置交換數(shù)據(jù)。硬件接口的范例包括，但不限于:通用串行總線、IEEE1394端口、并行端口、IEEE1284端口、串行端口、RS-232端口、IEEE-488端口、藍(lán)牙連接、無線局域網(wǎng)連接、TCP/IP連接、以太網(wǎng)連接、控制電壓接口、MIDI接口、模擬輸入接口，以及數(shù)字輸入接口。
[0022]本文中將磁共振(MR)數(shù)據(jù)定義為在磁共振成像掃描期間通過磁共振裝置的天線記錄的對通過原子自旋發(fā)射的射頻信號(hào)的測量結(jié)果。本文中將磁共振成像(MRI)圖像定義為所述磁共振成像數(shù)據(jù)內(nèi)包含的解剖結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)的重建的二維或三維可視化。
[0023]在本發(fā)明的一個(gè)方面中，提供一種用于從受檢者采集磁共振數(shù)據(jù)的磁共振成像系統(tǒng)。所述磁共振成像系統(tǒng)包括用于提供成像區(qū)的磁體。所述磁共振成像系統(tǒng)還包括線圈組件，其被配置為在所述磁共振成像數(shù)據(jù)的采集期間，將射頻能量輻射到所述成像區(qū)中和/或從所述成像區(qū)接收射頻能量。所述線圈組件具有被配置為朝向所述成像區(qū)的第一表面。所述第一表面例如可以為所述線圈組件的與所述受檢者接觸的外表面。所述線圈組件還包括至少一個(gè)線圈元件。所述線圈元件為射頻線圈或天線元件，其被配置為輻射射頻能量和/或接收射頻能量。在一些實(shí)施例中，存在多個(gè)線圈元件。如果存在多個(gè)線圈元件，則所述線圈元件中的每個(gè)均可以被配置為輻射和/或接收射頻能量，或者可以存在一些線圈元件被配置為輻射射頻能量并且其他線圈元件被配置為接收射頻能量的組合。
[0024]所述線圈組件還包括可在阻擋狀態(tài)與透明狀態(tài)之間切換的射頻屏蔽。所述至少一個(gè)線圈元件處于所述第一表面與所述可切換射頻屏蔽之間。所述可切換射頻屏蔽包括至少兩個(gè)傳導(dǎo)元件。所述傳導(dǎo)元件例如可以為傳導(dǎo)材料的表面。它們例如可以為傳導(dǎo)箔片的薄膜或?qū)?，或者可以為傳?dǎo)屏蔽的切面。所述射頻屏蔽包括至少一個(gè)射頻開關(guān)，所述至少一個(gè)射頻開關(guān)被配置為在所述射頻屏蔽處于所述阻擋狀態(tài)時(shí)電連接所述至少兩個(gè)傳導(dǎo)元件。所述至少一個(gè)射頻開關(guān)還被配置為在所述射頻屏蔽處于所述透明狀態(tài)時(shí)電斷開所述至少兩個(gè)傳導(dǎo)兀件。
[0025]在所述射頻屏蔽處于所述透明狀態(tài)時(shí)，所述射頻能量的衰減小于當(dāng)其處于所述阻擋狀態(tài)時(shí)。本質(zhì)上，處于所述透明狀態(tài)的所述傳導(dǎo)元件留在浮置狀態(tài)或未連接狀態(tài)。它們足夠小，使得它們不顯著衰減所述射頻能量。然而，當(dāng)所述開關(guān)被連接時(shí)，所述傳導(dǎo)元件起更大的傳導(dǎo)元件的作用或充當(dāng)更大的傳導(dǎo)元件。這更有效地阻擋射頻能量，使得所述射頻能量的衰減比其處于所述透明狀態(tài)時(shí)更大。在一些實(shí)施例中，當(dāng)所述射頻屏蔽處于所述透明狀態(tài)時(shí)，仍存在所述射頻能量的一些衰減。
[0026]該實(shí)施例對于幾種不同情況可以是有益的。所述射頻屏蔽可以被用于保護(hù)敏感組織遠(yuǎn)離所述成像區(qū)或電子器件。在所述射頻屏蔽處于所述阻擋狀態(tài)時(shí)，所述組織和/或電子器件得到保護(hù)。如果存在多個(gè)線圈組件，則使用射頻屏蔽可以是有益的，因?yàn)槠淇梢栽斐筛鱾€(gè)線圈元件的更大解耦。
[0027]在另一實(shí)施例中，所述線圈組件被配置為在磁共振成像的所述采集期間，將射頻能量輻射到所述成像區(qū)中以及用于從所述成像區(qū)接收射頻能量。在一些實(shí)施例中，相同的線圈元件被用于兩者，并且在其他實(shí)施例中，存在用于發(fā)射和用于接收的分別的線圈元件。所述磁共振成像系統(tǒng)還包括用于控制所述磁共振成像系統(tǒng)的操作的處理器。所述磁共振成像系統(tǒng)還包括用于存儲(chǔ)用于由所述處理器執(zhí)行的機(jī)器可執(zhí)行指令的存儲(chǔ)器。所述指令的執(zhí)行令所述處理器通過控制所述磁共振成像系統(tǒng)采集所述磁共振數(shù)據(jù)。所述指令的執(zhí)行還令所述處理器在通過所述線圈組件輻射射頻能量時(shí)，將所述射頻屏蔽切換到阻擋狀態(tài)。所述指令的執(zhí)行還令所述處理器在通過所述線圈組件對所述射頻發(fā)射的接收期間，將所述射頻屏蔽切換到所述透明狀態(tài)。該實(shí)施例可能是有益的，因?yàn)楫?dāng)所述線圈組件正在輻射射頻能量時(shí)，所述RF屏蔽包含所述線圈組件正向其中輻射的區(qū)域。將所述線圈組件切換到所述透明狀態(tài)可以使所述線圈組件對所述射頻發(fā)射更敏感。
[0028]在另一實(shí)施例中，所述線圈組件被配置為在磁共振成像的所述采集期間，將射頻能量輻照到所述成像區(qū)。所述磁共振成像系統(tǒng)還包括至少一個(gè)接收器線圈，其被配置為在所述磁共振成像的所述采集期間，接收來自原子自旋的射頻信號(hào)。在一些實(shí)施例中，所述接收器線圈與所述線圈組件分開。例如，所述接收器線圈可以為安裝在磁共振磁體的膛內(nèi)部的體線圈，并且所述線圈組件例如可以為被放置為與所述受檢者接觸的表面線圈。所述磁共振成像系統(tǒng)還包括用于控制所述磁共振成像系統(tǒng)的操作的處理器。所述磁共振成像系統(tǒng)還包括用于存儲(chǔ)用于由所述處理器執(zhí)行的機(jī)器可執(zhí)行指令的存儲(chǔ)器。所述指令的執(zhí)行令所述處理器通過控制所述磁共振成像系統(tǒng)來采集所述磁共振數(shù)據(jù)。所述指令的執(zhí)行還令所述處理器在經(jīng)由所述線圈組件輻射射頻能量時(shí)切換所述射頻屏蔽到所述阻擋狀態(tài)。所述指令的執(zhí)行還令所述處理器在通過所述接收器線圈對所述射頻線圈的所述接收期間，將所述射頻屏蔽切換到所述透明狀態(tài)。該實(shí)施例可以是有益的，因?yàn)樗錾漕l屏蔽可能干擾通過所述接收器線圈對所述射頻能量的所述接收。通過將其切換到所述透明狀態(tài)，增加了通過所述射頻屏蔽對所述射頻能量的所述發(fā)射。
[0029]在另一實(shí)施例中，所述磁共振成像系統(tǒng)的所述存儲(chǔ)器包含脈沖序列。本文中使用的所述脈沖序列包括以特定時(shí)間序列執(zhí)行的一組指令，以操作所述磁共振成像系統(tǒng)采集磁共振數(shù)據(jù)。所述脈沖序列可以給出所述射頻屏蔽何時(shí)被切換到所述透明狀態(tài)以及其何時(shí)被切換到所述阻擋狀態(tài)的具體信息。
[0030]在另一實(shí)施例中，至少一個(gè)線圈元件包括能控制匹配網(wǎng)絡(luò)元件用于至少一個(gè)線圈元件的阻抗匹配。所述能控制匹配網(wǎng)絡(luò)元件可以為用于阻抗匹配所述線圈元件的匹配網(wǎng)絡(luò)或匹配網(wǎng)絡(luò)的部分?？梢栽趦煞N不同阻抗之間切換所述匹配網(wǎng)絡(luò)，或者其可以為連續(xù)可調(diào)的。所述指令的執(zhí)行還令所述處理器調(diào)節(jié)所述可控匹配網(wǎng)絡(luò)，以補(bǔ)償所述至少一個(gè)線圈元件的所述阻抗改變的影響，所述影響歸因于在所述阻擋狀態(tài)與所述透明狀態(tài)之間切換所述射頻屏蔽。[0031]在另一實(shí)施例中，所述存儲(chǔ)器還包括靈敏度編碼脈沖序列。所述磁共振數(shù)據(jù)是通過執(zhí)行所述靈敏度編碼脈沖序列而被采集的。該實(shí)施例可以是有益的，因?yàn)樗錾漕l屏蔽可以減小所述線圈組件中的多個(gè)元件之間的所述耦合。靈敏度編碼脈沖序列通過確定所述多元件線圈的個(gè)體線圈元件的所述靈敏度而起作用。通過減小所述個(gè)體線圈元件之間的所述耦合，用所述靈敏度編碼脈沖序列采集的所述磁共振數(shù)據(jù)可以更為準(zhǔn)確。
[0032]在另一實(shí)施例中，所述線圈組件還包括至少一個(gè)接收器線圈，所述至少一個(gè)接收器線圈被配置為在所述磁共振數(shù)據(jù)的所述采集期間，接收來自所述成像區(qū)內(nèi)的原子自旋的射頻發(fā)射。所述射頻屏蔽定位于所述至少一個(gè)線圈元件與所述至少一個(gè)接收器線圈之間。
[0033]在另一實(shí)施例中，所述線圈組件具有被配置為接收所述受檢者的部分的第二表面。所述第二表面背向所述成像區(qū)。所述射頻屏蔽處于所述第二表面與所述至少一個(gè)線圈元件之間。所述線圈組件具有至少兩個(gè)外表面。一個(gè)表面朝向所述成像區(qū)并且一個(gè)背向它。所述受檢者與所述第二表面接觸或者位于所述第二表面方向上的部分將被屏蔽于由所述線圈組件生成的射頻能量。這可以幫助減少所述受檢者的被所述射頻屏蔽屏蔽的部分中的射頻加熱。
[0034]在另一實(shí)施例中，所述射頻切換包括至少一個(gè)電容器，所述至少一個(gè)電容器被配置為當(dāng)所述射頻屏蔽處于所述阻擋狀態(tài)時(shí)，將所述射頻屏蔽調(diào)諧到阻擋頻率。這例如可以通過將所述電容器連接于傳導(dǎo)元件與地平面之間，或者甚至是兩個(gè)不同的傳導(dǎo)元件之間而完成。該實(shí)施例可以是有利的，因?yàn)樗錾漕l屏蔽可以被設(shè)計(jì)為非常有效地吸收特定的頻率或頻帶。這可以得到更好地起作用的射頻域。
[0035]在另一實(shí)施例中，所述射頻開關(guān)包括PIN 二極管。
[0036]在另一實(shí)施例中，所述射頻開關(guān)包括微電子機(jī)械開關(guān)或MEMS開關(guān)。
[0037]在另一實(shí)施例中，所述射頻開關(guān)包括機(jī)械繼電器。
[0038]在另一實(shí)施例中，所述線圈組件還被配置為使得在所述射頻屏蔽被切換到所述阻擋狀態(tài)時(shí)所述至少一個(gè)線圈元件被切換到第一共振頻率。所述線圈組件還被配置為使得在所述射頻屏蔽被切換到所述透明狀態(tài)時(shí)所述至少一個(gè)線圈元件被切換到第二共振頻率。所述線圈元件與所述傳導(dǎo)元件之間將存在電容耦合。電容的量將當(dāng)然會(huì)在所述阻擋狀態(tài)與所述透明狀態(tài)之間變化。結(jié)果，所述線圈元件中的每個(gè)都可以被調(diào)諧到對應(yīng)于所述切換狀態(tài)的兩個(gè)特定頻率。在電容器被并入所述開關(guān)并且被用于調(diào)諧所述傳導(dǎo)元件和/或線圈元件時(shí)，尤其如此。
[0039]在另一實(shí)施例中，所述線圈組件包括多個(gè)線圈元件。所述射頻屏蔽包括多個(gè)屏蔽元件，每個(gè)都包括至少兩個(gè)傳導(dǎo)元件。所述多個(gè)屏蔽元件中的每個(gè)均被配置為獨(dú)立地在所述阻擋狀態(tài)與所述透明狀態(tài)之間切換。該實(shí)施例是尤其有利的，因?yàn)樗鼍€圈元件可以被獨(dú)立使用，并且可以通過針對所述射頻屏蔽與所述傳導(dǎo)元件中的每個(gè)毗鄰的部分，在所述阻擋狀態(tài)與所述透明狀態(tài)之間切換，來控制所述不同線圈元件之間的耦合程度。
[0040]在另一實(shí)施例中，至少一個(gè)線圈元件為環(huán)形線圈。
[0041]在另一實(shí)施例中，至少一個(gè)線圈元件為蝶形線圈。
[0042]在另一實(shí)施例中，所述至少一個(gè)線圈元件為帶狀線線圈。
[0043]在另一實(shí)施例中,所述至少一個(gè)線圈元件為TEM發(fā)射線圈。
[0044]在另一實(shí)施例中，所述至少一個(gè)線圈元件為TEM體積線圈。[0045]在另一實(shí)施例中，所述至少一個(gè)線圈元件為TEM線圈。
[0046]在另一實(shí)施例中，所述至少一個(gè)線圈元件為鳥籠線圈。所述至少一個(gè)線圈元件也可以為鳥籠體積線圈。
[0047]在另一實(shí)施例中，所述線圈組件還包括電子部件。所述射頻屏蔽處于所述至少一個(gè)線圈元件與所述電子部件之間。所述射頻屏蔽被配置為當(dāng)所述射頻屏蔽處于所述阻擋狀態(tài)時(shí)，使所述電子部件被屏蔽于所述至少一個(gè)線圈元件。該實(shí)施例可以是尤其有利的，因?yàn)槠淇梢员Ｗo(hù)敏感的電子器件免受由所述至少一個(gè)線圈元件發(fā)射的射頻能量影響。所述電子部件可以為正電子發(fā)射斷層攝影探測器、調(diào)諧和匹配電路、阻抗匹配網(wǎng)絡(luò)、前置放大器、模數(shù)轉(zhuǎn)換器和/或功率放大器。
[0048]在本發(fā)明的另一方面中，提供一種線圈組件，用于在磁共振成像數(shù)據(jù)的采集期間輻射射頻能量和/或接收射頻能量。所述線圈組件具有被配置為朝向磁共振成像系統(tǒng)的成像區(qū)的第一表面。所述線圈組件還包括至少一個(gè)線圈元件。所述線圈組件還包括可在阻擋狀態(tài)與透明狀態(tài)之間切換的射頻屏蔽。所述至少一個(gè)線圈元件處于所述第一表面與所述可切換射頻屏蔽之間。所述可切換射頻屏蔽包括至少兩個(gè)傳導(dǎo)元件。所述射頻屏蔽包括射頻開關(guān)，所述射頻開關(guān)被配置為當(dāng)所述射頻屏蔽處于所述阻擋狀態(tài)時(shí)，電連接所述至少兩個(gè)傳導(dǎo)元件。所述射頻開關(guān)還被配置為當(dāng)所述射頻屏蔽處于所述透明狀態(tài)時(shí)，電斷開所述至少兩個(gè)傳導(dǎo)元件。該實(shí)施例的優(yōu)點(diǎn)已在前面討論過。
[0049]在本發(fā)明的另一方面中，提供一種包括機(jī)器可執(zhí)行代碼的計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品，所述機(jī)器可執(zhí)行代碼用于控制所述磁共振成像系統(tǒng)的所述處理器的執(zhí)行。所述磁共振成像系統(tǒng)包括用于提供成像區(qū)的磁體。所述磁共振成像系統(tǒng)還包括根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的線圈組件。所述線圈組件被配置為輻射射頻能量以及用于接收射頻能量。所述指令的執(zhí)行令所述處理器通過控制所述磁共振成像系統(tǒng)采集所述磁共振數(shù)據(jù)。所述指令的執(zhí)行還令所述處理器在由所述線圈組件輻射射頻能量時(shí)，將所述射頻屏蔽切換到所述阻擋狀態(tài)。所述指令的執(zhí)行還令所述處理器在由所述線圈組件對所述射頻發(fā)射的接收期間，將所述射頻屏蔽切換到所述透明狀態(tài)。該實(shí)施例的優(yōu)點(diǎn)已在前面討論過。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0050]下面將僅通過舉例的方式，并參考附圖描述本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，在附圖中:
[0051]圖1示出了圖示根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的方法的流程圖；
[0052]圖2示出了圖示根據(jù)本發(fā)明的另外的實(shí)施例的方法的流程圖；
[0053]圖3圖示了根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的磁共振成像系統(tǒng)；
[0054]圖4圖示了根據(jù)本發(fā)明的另外的實(shí)施例的磁共振成像系統(tǒng)；
[0055]圖5圖示了根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的線圈組件的范例；
[0056]圖6示出了根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的線圈組件的另外的實(shí)施例。
[0057]圖7圖示了所述射頻屏蔽可以如何被用于將所述受檢者的部分屏蔽于由所述線圈元件生成的射頻能量；
[0058]圖8a、圖8b和圖8c圖示了用于模擬的射頻屏蔽的幾何結(jié)構(gòu)；
[0059]圖9示出了使用在圖8a、圖8b和圖8c中圖示的幾何結(jié)構(gòu)的模擬結(jié)果；
[0060]圖10示出了使用在圖8a、圖8b和圖8c中圖示的幾何結(jié)構(gòu)的模擬結(jié)果；[0061]圖11示出了針對使用對在圖8a、圖8b和圖8c中圖示的幾何結(jié)構(gòu)的修改的模擬結(jié)果;
[0062]圖12示出針了對使用對在圖8a、圖8b和圖8c中圖示的幾何結(jié)構(gòu)的修改的模擬結(jié)果;
[0063]圖13圖示了被用于模擬的射頻屏蔽的可選幾何結(jié)構(gòu)；
[0064]圖14示出了使用在圖13中圖示的幾何結(jié)構(gòu)的模擬結(jié)果；
[0065]圖15示出了使用在圖13中圖示的幾何結(jié)構(gòu)的模擬結(jié)果；
[0066]圖16圖示了本發(fā)明的實(shí)施例可以如何被用于保護(hù)受檢者的部分；
[0067]圖17示出了根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的射頻屏蔽的可能的幾何結(jié)構(gòu)；
[0068]圖18示出了根據(jù)本發(fā)明的另外的實(shí)施例的射頻屏蔽的可能的幾何結(jié)構(gòu)；
[0069]圖19示出了根據(jù)本發(fā)明的另外的實(shí)施例的射頻屏蔽的可能的幾何結(jié)構(gòu)；
[0070]圖20示出了根據(jù)本發(fā)明的另外的實(shí)施例的射頻屏蔽的可能的幾何結(jié)構(gòu)；
[0071]圖21圖示了可以如何使用圖案印刷電路板構(gòu)建所述射頻屏蔽。
[0072]圖22示出了根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的射頻屏蔽2200的可選實(shí)施例；
[0073]圖23圖示了根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的線圈組件；
[0074]圖24圖示了根據(jù)本發(fā)明的另外的實(shí)施例的線圈組件；
[0075]圖25圖示了根據(jù)本發(fā)明到另外的實(shí)施例的線圈組件；
[0076]圖26圖示了根據(jù)本發(fā)明到另外的實(shí)施例的線圈組件；并且
[0077]圖27圖示了根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的線圈組件的內(nèi)部部件的范例。
[0078]附圖標(biāo)記列表
[0079]300磁共振成像系統(tǒng)
[0080]304 磁體
[0081]306磁體的膛
[0082]308成像區(qū)
[0083]310磁場梯度線圈
[0084]312磁場梯度線圈電源
[0085]314線圈組件
[0086]315 第一表面
[0087]316收發(fā)器
[0088]317線圈元件
[0089]318受檢者
[0090]319射頻屏蔽
[0091]320受檢者支撐體
[0092]322傳導(dǎo)元件
[0093]324射頻開關(guān)
[0094]325射頻屏蔽控制器
[0095]326計(jì)算機(jī)系統(tǒng)
[0096]328 硬件接 口
[0097]330處理器[0098]332 用戶接口
[0099]334 用戶接口
[0100]336計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)器
[0101]338計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)器
[0102]340脈沖序列(靈敏度編碼脈沖序列)
[0103]342磁共振數(shù)據(jù)
[0104]344磁共振圖像
[0105]350控制模塊
[0106]352圖像重建模塊
[0107]400磁共振成像系統(tǒng)
[0108]416發(fā)射器
[0109]418接收器
[0110]420接收器線圈
[0111]500線圈組件
[0112]502接收器線圈元件
[0113]504發(fā)射線圈元件
[0114]506射頻屏蔽
[0115]508到接收器的連接
[0116]510到發(fā)射器的連接
[0117]512到射頻屏蔽控制器的連接
[0118]514 第一表面
[0119]516 第二表面
[0120]600線圈組件
[0121]602匹配網(wǎng)絡(luò)元件
[0122]604到收發(fā)器的連接
[0123]700線圈組件
[0124]702線圈元件
[0125]704射頻屏蔽
[0126]706成像區(qū)內(nèi)的受檢者的部分
[0127]708受檢者的被屏蔽部分
[0128]900 距離
[0129]902磁場分量
[0130]904 無 RF 屏蔽
[0131]906具有開放或透明RF屏蔽
[0132]908具有閉合的RF屏蔽
[0133]1002電場分量
[0134]1600 受檢者
[0135]1602接收器線圈段
[0136]1604發(fā)射線圈段[0137]1606可切換射頻屏蔽
[0138]1608受檢者的被屏蔽部分
[0139]1610被RF屏蔽阻止的輻射
[0140]1700射頻屏蔽
[0141]1800射頻屏蔽
[0142]1900射頻屏蔽
[0143]2000射頻屏蔽
[0144]2100圖樣印刷電路板
[0145]2102低損耗基底
[0146]2104銅
[0147]2200射頻屏蔽
[0148]2202PIN 二極管 [0149]2300線圈組件
[0150]2302TEM 發(fā)射線圈
[0151]2304分開的射頻屏蔽
[0152]2400線圈組件
[0153]2402蝶形線圈
[0154]2500線圈組件
[0155]2502環(huán)形線圈
[0156]2600線圈組件
[0157]2700線圈組件
[0158]2702線圈元件
[0159]2704可切換RF屏蔽
[0160]2706電子部件
【具體實(shí)施方式】
[0161]這些圖中編號(hào)相似的元件或?yàn)榈韧脑驁?zhí)行相同的功能。如果功能等價(jià)的話，前面已討論過的元件將不一定在后面的附圖中討論。
[0162]圖1示出了圖示根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的方法的流程圖。在步驟100中，采集磁共振數(shù)據(jù)。在步驟102中，在由所述線圈組件輻射射頻能量時(shí)，將所述射頻屏蔽切換到所述阻擋狀態(tài)。在步驟104中，在由所述線圈組件接收所述射頻能量時(shí)，將所述射頻屏蔽切換到所述透明狀態(tài)。應(yīng)注意，步驟102和104每個(gè)均可以在磁共振數(shù)據(jù)100的所述采集期間被執(zhí)行多次。
[0163]圖2示出了圖示根據(jù)本發(fā)明的方法的另外的實(shí)施例的流程圖。在步驟200中，采集磁共振數(shù)據(jù)。在步驟202中，當(dāng)由所述線圈組件輻射射頻能量時(shí)，將所述射頻輻射切換到所述阻擋狀態(tài)。在步驟204中，當(dāng)由所述線圈組件接收所述射頻能量時(shí)，將所述射頻屏蔽切換到所述透明狀態(tài)。應(yīng)注意，步驟202和204可以在磁共振數(shù)據(jù)200的所述采集期間被重復(fù)多次。
[0164]圖3圖示了根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的磁共振成像系統(tǒng)300的范例。磁共振成像系統(tǒng)300包括磁體304。磁體304為帶有通過其的膛306的超導(dǎo)圓柱型磁體304。磁體304具有液氦冷卻的帶有超導(dǎo)線圈的低溫恒溫器。也有可能使用永久磁體或常導(dǎo)磁體。不同類型的磁體的使用也是可能的，例如也有可能使用分離圓柱形磁體和所謂的開放式磁體兩者。分離圓柱形磁體類似于標(biāo)準(zhǔn)圓柱形磁體，除了所述低溫恒溫器被分離成兩部分，以允許接近所述磁體的等軸測平面，這樣的磁體例如可以結(jié)合帶電粒子束治療使用。開放式磁體具有兩個(gè)磁體部分，一個(gè)在另一個(gè)之上，它們之間具有足夠大以接收受檢者的空間:所述兩部分區(qū)的布置類似于亥姆霍茲線圈。開放式磁體是流行的，因?yàn)樗鍪軝z者較少受約束。在所述圓柱形磁體的所述低溫恒溫器內(nèi)部是超導(dǎo)線圈的集合。圓柱形磁體304的膛306內(nèi)的是成像區(qū)308，其中的所述磁場足夠強(qiáng)且均勻，以執(zhí)行磁共振成像。
[0165]所述磁體的膛306內(nèi)還有一組磁場梯度線圈310，其被用于磁共振數(shù)據(jù)的采集，以空間編碼磁體304的成像區(qū)308內(nèi)的磁自旋。磁場梯度線圈310連接到磁場梯度線圈電源312。磁場梯度線圈310意圖為代表性的。典型地，磁場梯度線圈310包含三套獨(dú)立的線圈，用于在三個(gè)正交空間方向編碼。磁場梯度電源將電流供應(yīng)到所述磁場梯度線圈。被供應(yīng)到磁場梯度線圈310的所述電流根據(jù)時(shí)間控制，并且可以為斜坡的或脈沖的。
[0166]受檢者318靜臥在磁體304的膛306內(nèi)的受檢者支撐體320上。受檢者318在空間上在成像區(qū)308內(nèi)。在該實(shí)施例中，線圈組件314被示為在成像區(qū)308內(nèi)。在其他實(shí)施例中，所述線圈組件可以在成像區(qū)308外部，面向所述成像區(qū)。
[0167]存在線圈組件314的第一表面316，其朝向成像區(qū)308。線圈組件314包括一個(gè)或多個(gè)線圈元件317以及通過射頻開關(guān)324連接的兩個(gè)傳導(dǎo)元件322。傳導(dǎo)元件322與射頻開關(guān)324的組合形成射頻屏蔽。線圈元件317被連接到收發(fā)器316。存在被配置為切換一個(gè)或多個(gè)射頻開關(guān)324的射頻屏蔽控制器325。線圈元件317可以表示多個(gè)線圈元件，其每一個(gè)均可以獨(dú)立地由收發(fā)器316驅(qū)動(dòng)。類似地，兩個(gè)傳導(dǎo)元件322可以表示多于兩個(gè)傳導(dǎo)元件。射頻開關(guān)324也意圖可能代表多個(gè)射頻開關(guān)。磁場梯度線圈電源312、收發(fā)器316以及射頻屏蔽控制器325全都可以被連接到計(jì)算機(jī)系統(tǒng)326的硬件接口 328。計(jì)算機(jī)系統(tǒng)326還包括處理器330。處理器330被連接到硬件接口 328、用戶接口 334、計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)器336和計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)器338。所述處理器被配置為使用硬件接口 328控制所述磁共振成像系統(tǒng)的操作與功能。
[0168]計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)器336被示為包含脈沖序列340。本文中使用的脈沖序列包括可以被用于在時(shí)間上控制磁共振成像系統(tǒng)300以采集磁共振數(shù)據(jù)342的指令的集。計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)器336還被示為包含使用脈沖序列340采集的磁共振數(shù)據(jù)342。脈沖序列340在一些實(shí)施例中可以為靈敏度編碼脈沖序列或SENSE脈沖序列。計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)器336還被示為包含已從磁共振數(shù)據(jù)342被重建的磁共振圖像344。計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)器338還被示為包含控制模塊350?？刂颇K350包括用于控制磁共振成像系統(tǒng)300的操作與功能的計(jì)算機(jī)可執(zhí)行代碼。其例如可以使用脈沖序列340以生成命令，以控制磁共振成像系統(tǒng)300采集磁共振數(shù)據(jù)342。計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)器338還被示為包含用于從磁共振數(shù)據(jù)342重建磁共振圖像344的圖像重建模塊352。
[0169]圖4圖示了根據(jù)本發(fā)明的另外的實(shí)施例的磁共振成像系統(tǒng)400。圖4中所示的磁共振成像系統(tǒng)400類似于圖3的磁共振成像系統(tǒng)300。在該范例中，線圈組件314被略有不同構(gòu)建。所述線圈組件被示為具有多個(gè)線圈元件317。這些線圈元件317被連接到發(fā)射器416。線圈元件317因此適于輻照或發(fā)射射頻能量。在一些實(shí)施例中，所述發(fā)射器具有多個(gè)通道，用于分別將射頻能量提供給線圈元件317中的每個(gè)。所述多個(gè)通道中的每個(gè)都可以具有單獨(dú)可控的幅度和/或相位和/或頻率和/或波形和/或脈沖形狀。可選地，每個(gè)線圈元件317也都可以能夠被連接到各自的發(fā)射器。所述發(fā)射器中的每個(gè)都可以具有各自可控的幅度和/或相位和/或頻率和/或波形和/或脈沖形狀。
[0170]在另一實(shí)施例中，僅有一個(gè)發(fā)射器并且功率組合器將所述RF能量分布到個(gè)體線圈元件。
[0171]射頻屏蔽319也被示為包括單個(gè)傳導(dǎo)元件322，它們是通過射頻開關(guān)324連接的。再次，多個(gè)線圈元件317中的每個(gè)均可以代表多個(gè)線圈元件，并且傳導(dǎo)元件322也可以代表另外的或更多的傳導(dǎo)元件。類似地，射頻開關(guān)324可以每個(gè)均代表多個(gè)射頻開關(guān)。安裝在磁體304的膛306中的是接收器線圈420。接收器線圈420被連接到接收器418。發(fā)射器416和接收器418兩者均被連接到硬件接口 328。當(dāng)發(fā)射器416使用線圈元件317發(fā)射時(shí)，開關(guān)324閉合，并且傳導(dǎo)元件322被連接。當(dāng)接收器418使用接收器線圈420接收時(shí)，開關(guān)324打開，并且射頻屏蔽319處于所述透明狀態(tài)。接收器線圈420例如可以為體線圈或全身線圈。
[0172]圖5圖示了根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的線圈組件500的范例。線圈組件500的外表面具有第一表面514和第二表面516。線圈組件500內(nèi)的是一組接收器線圈元件502?，F(xiàn)在示出各體線圈元件。在該實(shí)施例中，還有一組發(fā)射線圈元件504。未示出各自的發(fā)射線圈元件。接收器線圈元件502在所述發(fā)射線圈元件與第一表面514之間。在該實(shí)施例中，還示出了射頻屏蔽506，其可以在阻擋狀態(tài)與透明狀態(tài)之間切換。未示出所述個(gè)體射頻開關(guān)和包括射頻屏蔽506的傳導(dǎo)元件。發(fā)射線圈元件504在射頻屏蔽506與接收器線圈元件502之間。接收器線圈元件502被示為被連接到接收器508的連接。發(fā)射線圈元件504被示為連接到到發(fā)射器510的連接。射頻屏蔽506被示為被連接到射頻屏蔽控制器512的連接。
[0173]圖6示出根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的線圈組件600的另外的實(shí)施例。再一次，該線圈組件具有第一表面514和第二表面516。所述第一表面意圖朝向磁共振成像系統(tǒng)的成像區(qū)。線圈組件600內(nèi)的是線圈元件317的集合。線圈元件317中的每個(gè)均被連接到其自己的各自匹配網(wǎng)絡(luò)元件602。匹配網(wǎng)絡(luò)元件602被連接到到收發(fā)器604的連接?？蛇x地，它們每個(gè)也均可以被連接到發(fā)射器或接收器。可以有從每個(gè)匹配網(wǎng)絡(luò)元件602到所述收發(fā)器、發(fā)射器或接收器的分開的連接。同樣在線圈組件600內(nèi)的是傳導(dǎo)元件322的集合，它們被多個(gè)射頻開關(guān)324連接。射頻開關(guān)324被連接到到射頻屏蔽控制器512的連接。線圈元件317處于所述第一表面與傳導(dǎo)兀件322之間。
[0174]圖7圖示了射頻屏蔽704如何可以被用于將所述受檢者708的部分屏蔽于由線圈元件702生成的射頻能量。該圖中有線圈組件700。其具有朝向磁共振成像系統(tǒng)的成像區(qū)308的第一表面514。其具有背向成像區(qū)308的第二表面516。存在部分處于成像區(qū)706內(nèi)的受檢者318。在線圈組件700中，存在處于第一表面514與射頻屏蔽704之間的一個(gè)或多個(gè)線圈元件702。在該范例中未圖示射頻屏蔽704的個(gè)體傳導(dǎo)元件和開關(guān)。受檢者706的所述區(qū)域可以在磁共振成像系統(tǒng)中被成像。受檢者318的區(qū)域708通過射頻屏蔽704被屏蔽于線圈元件702。
[0175]圖8a、圖8b和圖8c圖示了用于模擬的幾何結(jié)構(gòu)。存在單個(gè)環(huán)形線圈800，其起到所述線圈元件的作用。這在圖8a、圖8b和圖8c中示出。圖8b還示出了四個(gè)傳導(dǎo)元件802。所述射頻屏蔽處于打開或透明模式。最終在圖8c中，四個(gè)傳導(dǎo)元件802被連接在一起，以使射頻屏蔽804處于所述阻擋狀態(tài)。
[0176]可以使用常用的基于PCB的技術(shù)容易地實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的實(shí)施例。所述線圈元件除與不存在RF屏蔽的情況相比的恰當(dāng)調(diào)諧以外，自身保持不變。也使用典型的線圈材料，引入所述RF屏蔽，例如覆銅的低損耗PCB基底，如FR4。所述屏蔽被構(gòu)造為如圖8中所示:在該實(shí)現(xiàn)方式中各段之間的槽是要用一個(gè)或多個(gè)PIN 二極管以合適的方式橋接的。所述二極管在發(fā)射期間是正向偏壓的，縮短了所述槽并因此從不同的片形成一個(gè)RF屏蔽。在接收模式期間，所述PIN二極管是反向偏壓的，將所述片彼此隔離開。必須根據(jù)情況改變針對給定頻率所需要的片的大小和數(shù)目以及線圈幾何結(jié)構(gòu)。
[0177]在對圖8a、圖8b和圖8c中所示的實(shí)施例的可選實(shí)施例中，所述RF屏蔽中的所述槽被裝配有預(yù)定值的集總電容，用PIN 二極管切換激活所述集總電容。這么做得到共振RF-屏蔽?？梢允褂每烧{(diào)帽(例如可變電抗器)改變所述屏蔽的共振頻率，或重置固定值。該設(shè)置允許調(diào)節(jié)RF屏蔽與線圈元件之間的耦合的量，并且經(jīng)由該調(diào)節(jié)而調(diào)節(jié)BI場和E場的行為。在圖8a、圖Sb和圖Sc中，使用圖8中所示的所述幾何結(jié)構(gòu)，計(jì)算針對距所述線圈IOOmm距離處關(guān)于相同BI具有或沒有RF屏蔽的表面線圈(非介電)的、在電容器之上IOmm的代表性三角形中的局部電場。所述RF電流從469A/m增加到1237A/m，其對應(yīng)于2.638的因數(shù)。電容器之上IOmm的所述電場從3.98kV/m增加到6.54kV/m,因此所述增加僅為1.64的因數(shù)。結(jié)果示于圖9和圖10中。
[0178]圖9和圖10示出了使用在圖8a、圖8b和圖8c中圖示的所述幾何結(jié)構(gòu)的模擬結(jié)果。在圖9中，針對沒有射頻屏蔽904、具有打開或透明射頻屏蔽906，以及具有閉合或阻擋射頻屏蔽908的三種情況，磁場分量902被示為的距離900的函數(shù)。
[0179]在圖9中繪出了對于IW的等價(jià)激勵(lì)功率，針對三種不同情境z軸上的H場的幅值。圖9證明，裂縫的RF屏蔽沒有顯著抑制H場可達(dá)到的量值。打開的RF場將在接收期間被使用。圖10示出沿所述z軸的對應(yīng)的E場。在發(fā)射期間，所述RF屏蔽將被關(guān)閉，例如使用顯著減小E場的PIN 二極管。所述RF屏蔽定位于所述線圈以下20mm，所述中央開口處(參見圖 8 為 20x20mm)o
[0180]圖11和圖12示出類似于在圖9和圖10中所示的那些的結(jié)果，除了到所述射頻屏蔽的模擬距離被減小到IOmm以及所述射頻屏蔽完全被關(guān)閉不包含如在圖8b和圖8c中所示在中心的孔。針對所述發(fā)射狀態(tài)的所述電場的減小甚至比在圖9和圖10中所示的結(jié)果
還要更好。
[0181]在圖11和圖12中，示出來自如在具有不同幾何結(jié)構(gòu)的圖9和圖10中的模擬的結(jié)果。到所述RF屏蔽的所述距離被減小到10mm，并且所述RF屏蔽被完全關(guān)閉，不包含在所述中心的所述孔(參見圖8)。針對Tx在E場的減小甚至比圖9和圖10還要更好。
[0182]圖13示出了不同的模擬幾何結(jié)構(gòu)。再次使用在圖8a、圖8b和圖8c中示出的所述幾何結(jié)構(gòu)，除了在該情況中線圈800和可切換射頻屏蔽804裝載有介電體1300。線圈800位于毗鄰介電體1300。介電體1300是要模擬定位于所述射頻線圈附近10_的人體組織的效果。
[0183]圖14和圖15類似于圖9和圖10，除了使用圖13的模擬幾何結(jié)構(gòu)代替圖8a、圖8b和圖8c的所述模擬幾何結(jié)構(gòu)。這些結(jié)果示出如上文所述的模擬，其中各向同性介電質(zhì)具有定位于所述RF線圈之上IOmm的人體組織的性質(zhì)。發(fā)射期間接近所述線圈的E場的減小得到顯著減少，同時(shí)針對相等磁場所要求的功率加倍。
[0184]圖16圖示了本發(fā)明的實(shí)施例如何可以被用于保護(hù)受檢者1608的部分。在該圖中，示出了受檢者1600，受檢者1600毗鄰接收器線圈段602。接收器線圈段602處于所述受檢者與發(fā)射線圈段1604之間?？汕袚Q射頻屏蔽1606定位于在發(fā)射線圈段1604遠(yuǎn)離接收器線圈段1602的相反側(cè)上?？汕袚Q射頻屏蔽1606定位于受檢者1608的部分與發(fā)射線圈段1604之間。當(dāng)可切換射頻屏蔽1606被切換到關(guān)閉或阻擋狀態(tài)時(shí)，來自發(fā)射線圈段1604的輻射被阻擋而不能到達(dá)受檢者1608的被屏蔽部分。
[0185]在圖16中所示的實(shí)施例中，不同的線圈元件被用于發(fā)射(Tx)和接收(Rx)。盡管僅Tx線圈1604定位于接近所述屏蔽(如上文所述)，但是所述僅RX線圈定位于更接近要被成像的所述受檢者(并因此距所述RF屏蔽更遠(yuǎn))。這得到改進(jìn)的Rx靈敏度，但代價(jià)是更厚的線圈/屏蔽。
[0186]圖17示出了根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的射頻屏蔽1700的可能的幾何結(jié)構(gòu)。在該實(shí)施例中，有四個(gè)彼此相鄰布置的方形傳導(dǎo)元件322。
[0187]圖18示出了傳導(dǎo)元件322的可選布置。在該圖中，射頻屏蔽1800通過16個(gè)方形傳導(dǎo)元件322而形成。
[0188]圖19示出了根據(jù)本發(fā)明的另外的實(shí)施例的射頻屏蔽1900。在該實(shí)施例中，所述射頻屏蔽為圓形，并且由扇形傳導(dǎo)元件322構(gòu)成。
[0189]圖20示出了根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的射頻屏蔽200的可選實(shí)施例。在該實(shí)施例中，傳導(dǎo)元件322被布置為靶形。
[0190]圖17、圖18、圖19和圖20中所示的范例僅為構(gòu)造為射頻屏蔽的幾種可能設(shè)計(jì)，取決于對位于這樣的屏蔽之上的所述射頻線圈的期望影響。不規(guī)則形狀也是可能的，并且針對某些應(yīng)用可能是合乎期望的。
[0191]圖21圖示可以如何使用圖案印刷電路板2100構(gòu)建所述射頻屏蔽。示出兩塊圖案印刷電路板21。每一個(gè)均由低損耗基底2102組成。被附接到每個(gè)板2100上的低損耗基底2102的是圖案化的銅2104。這樣的銅條2104可以被用于構(gòu)建所述線圈組件的所述天線元件和/或所述傳導(dǎo)元件。
[0192]圖22示出根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的射頻屏蔽的可選實(shí)施例。在該范例中，有四個(gè)傳導(dǎo)元件322。用多行PIN 二極管2202將所述傳導(dǎo)元件連接在一起。PIN 二極管2202起到所述射頻開關(guān)的作用?？梢允褂镁哂杏糜谇袚Q開關(guān)的范例PIN二極管的印刷電路板構(gòu)建該范例。在一些實(shí)施例中，所述開關(guān)可以由集總部件(如電容器)代替或伴隨，用于進(jìn)一步擴(kuò)展射頻屏蔽2200的調(diào)諧可能性。
[0193]圖23圖示了根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的線圈組件2200。該線圈組件具有三個(gè)分開的射頻屏蔽2304。分開的射頻屏蔽2304中的每個(gè)均由四個(gè)傳導(dǎo)元件322構(gòu)成，傳導(dǎo)元件322通過PIN 二極管2202連接。對于分開的射頻屏蔽2304中的每個(gè)，均有TEM發(fā)射線圈2302。所述TEM發(fā)射線圈沒有解耦，并且具有分開的可切換射頻屏蔽2304。發(fā)射期間，所述線圈與所述屏蔽連接，并且所述發(fā)射線圈是共振的。接收期間，分開的環(huán)形線圈位于所述屏蔽(其未被示出)之下。在所述線圈(例如經(jīng)由交疊)的幾何解耦的情況中，合適的屏蔽設(shè)計(jì)將更加進(jìn)化。所述TEM發(fā)射線圈經(jīng)由PIN 二極管2202被連接到所述屏蔽。
[0194]圖24示出了根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的線圈組建的另一實(shí)施例。圖24中所示的實(shí)施例與圖23中所示的非常相似，除了使用蝶形線圈2402代替TEM發(fā)射線圈。用PIN 二極管2202分離蝶形線圈2402。當(dāng)?shù)尉€圈2402被用戶發(fā)射或接收時(shí)，所述PIN 二極管被用于連接蝶形線圈2402的兩個(gè)部分。
[0195]圖25示出了根據(jù)本發(fā)明的線圈組件2500的可選實(shí)施例。圖25的范例類似于圖24和圖23的。然而，在該情況中，所述TEM線圈或蝶形線圈已被環(huán)形線圈2502代替。
[0196]圖26示出了根據(jù)本發(fā)明的可選實(shí)施例的線圈組件。圖26中所示的線圈組件2600類似于圖25的，除了所有傳導(dǎo)元件322均通過PIN 二極管被連接。在該范例中沒有分開的射頻屏蔽，而僅有一個(gè)大的射頻屏蔽。
[0197]圖27示出了根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的線圈組件2700的內(nèi)部部件的范例。存在線圈元件2702的集合。也存在毗鄰線圈元件2702的可切換射頻屏蔽2704。還示出了敏感電子部件2706的幾何結(jié)構(gòu)?？汕袚Q射頻屏蔽2704處于電子部件2706與線圈元件2702之間。在線圈元件2702被用于廣播或發(fā)射射頻能量的情況中，可切換射頻屏蔽2704可以被置于關(guān)閉或阻擋狀態(tài)中，以保護(hù)電子部件2706。所述射頻線圈不是解耦的，并且可以具有分開的可切換射頻屏蔽。電子部件或設(shè)備，例如S/R開關(guān)、前置放大器、局部射頻放大器、PET或正電子發(fā)射斷層攝影探測器，位于所述屏蔽之上。可切換屏蔽在發(fā)射期間保護(hù)所述電子器件。在所述線圈(例如經(jīng)由重疊)的幾何解耦的情況中，合適的屏蔽設(shè)計(jì)可以更加進(jìn)化。
[0198]本發(fā)明的實(shí)施例可以具有以下特征中的一個(gè)或多個(gè):
[0199]1、可切換RF屏蔽或?qū)Ь€圖樣，其造成對RF線圈的場圖樣的影響
[0200]2、包括PCB或?qū)w材料并且被結(jié)構(gòu)的RF屏蔽
[0201]3、屏蔽導(dǎo)體元件是被動(dòng)的，或者可以使其為部分共振的，以提供更高的屏蔽效應(yīng)。這通過串聯(lián)電容器(離散或分布式的)來實(shí)現(xiàn)
[0202]4、所述線圈設(shè)置可以具有額外的接收器線圈層。
[0203]5、接收器線圈層可以在外部機(jī)械連接，并且經(jīng)由常見的電流或光學(xué)或電感的無線連接提供。
[0204]6、個(gè)體RF屏蔽元件被電磁分離(低阻抗)，以抑制波導(dǎo)效應(yīng)以及因此不可控的模式圖樣和SAR值
[0205]7、PIN或MEM切換電子器件
[0206]8、具有所描述特性的布裝置(例如Flex L、M、S)作為發(fā)射tx/rx陣列
[0207]9、具有針對由環(huán)路和TEM帶狀線結(jié)構(gòu)組成的組合Tx/Rx陣列所描述的特性的裝置。
[0208]10、具有電子重調(diào)諧設(shè)備的線圈元件，以補(bǔ)償切換屏蔽效應(yīng)。
[0209]11、雙共振線圈元件，具有可切換屏蔽。所述線圈元件不需要PIN切換，因?yàn)榈诙舱袷峭ㄟ^屏蔽而被調(diào)諧到MR共振頻率的。
[0210]盡管已在附圖和前文的描述中詳細(xì)圖示并描述了本發(fā)明，但是這樣的圖示和描述應(yīng)被視為示例性或示范性而非限制性的；本發(fā)明不限于所公開的實(shí)施例。
[0211]本領(lǐng)域技術(shù)人員在實(shí)踐要求保護(hù)的本發(fā)明時(shí)，根據(jù)對附圖、公開內(nèi)容以及權(quán)利要求書的研究，可以理解并實(shí)現(xiàn)對公開實(shí)施例的其他變型。在權(quán)利要求書中，詞語“包括”不排除其他元件或步驟，并且定語“一”或“一個(gè)”不排除復(fù)數(shù)。單個(gè)處理器或其他單元可以完成權(quán)利要求書中記載的幾個(gè)項(xiàng)目的功能。盡管在互不相同的從屬權(quán)利要求中記載了特定措施，但是這并不指示不能有利地組合這些措施。計(jì)算機(jī)程序可以被存儲(chǔ)/發(fā)布在合適的介質(zhì)上，例如與其他硬件一起提供或?yàn)槠渌布牟糠痔峁┑墓鈱W(xué)存儲(chǔ)介質(zhì)或固態(tài)介質(zhì)，但也可以以其他形式發(fā)布，例如經(jīng)由互聯(lián)網(wǎng)或其他有線或無線電信系統(tǒng)。權(quán)利要求書中的任意附圖標(biāo)記均不應(yīng)被解釋為對范圍的限制。
【權(quán)利要求】
1.一種用于從受檢者(318)采集磁共振數(shù)據(jù)(342)的磁共振成像系統(tǒng)(300、400)，其中，所述磁共振成像系統(tǒng)包括: -磁體(304 )，其用于提供成像區(qū)(308 );以及 -線圈組件(319、500、600、700、2700)，其被配置為在所述磁共振成像數(shù)據(jù)的所述采集期間，將射頻能量輻射到所述成像區(qū)中和/或從所述成像區(qū)接收射頻能量，其中，所述線圈組件具有被配置為朝向所述成像區(qū)的第一表面(315、514)，其中，所述線圈組件還包括至少一個(gè)線圈元件(317、502、504、702、800、1602、1604、2302、2402、2502、2702)，其中，所述線圈組件還包括能夠在阻擋狀態(tài)(804)與透明狀態(tài)(802)之間切換的射頻屏蔽(319、506、704、1700、1800、1900、2000、2200、2304、2704)，其中，所述至少一個(gè)線圈元件處于所述第一表面與所述射頻屏蔽之間，其中，所述射頻屏蔽包括至少兩個(gè)傳導(dǎo)元件(322、802、804)，其中，所述射頻屏蔽包括至少一個(gè)射頻開關(guān)(324、2202)，所述射頻開關(guān)被配置為在所述射頻屏蔽處于所述阻擋狀態(tài)時(shí)電連接所述至少兩個(gè)傳導(dǎo)元件，并且其中，所述至少一個(gè)射頻開關(guān)還被配置為在所述射頻屏蔽處于所述透明狀態(tài)時(shí)電斷開所述至少兩個(gè)傳導(dǎo)元件。
2.如權(quán)利要求1所述的磁共振成像系統(tǒng)，其中，所述線圈組件被配置為在磁共振成像的所述采集期間將射頻能量輻射到所述成像區(qū)中并且從所述成像區(qū)接收射頻能量，其中，所述磁共振成像系統(tǒng)還包括: -處理器(330)，其用于控制所述磁共振成像系統(tǒng)的操作； -存儲(chǔ)器(338)，其用于存儲(chǔ)供由所述處理器執(zhí)行的機(jī)器可執(zhí)行指令，其中，所述指令的執(zhí)行令所述處理器: -通過控制所述磁共振成像系統(tǒng)來采集(100)所述磁共振數(shù)據(jù)； -在由所述線圈組件輻射射頻能量時(shí)，將所述射頻屏蔽切換(102)到所述阻擋狀態(tài)；并且 -在由所述線圈組件接收所述射頻發(fā)射期間，將所述射頻屏蔽切換(104)到所述透明狀態(tài)。
3.如權(quán)利要求1所述的磁共振成像系統(tǒng)，其中，所述線圈組件被配置為在磁共振成像的所述采集期間，將射頻能量輻射到所述成像區(qū)中，其中，所述磁共振成像系統(tǒng)還包括: -至少一個(gè)接收器線圈(420)，其被配置為在所述磁共振數(shù)據(jù)的所述采集期間，接收來自所述成像區(qū)內(nèi)的原子自旋的射頻信號(hào)； -處理器(330 )，其用于控制所述磁共振成像系統(tǒng)的操作； -存儲(chǔ)器(338)，其用于存儲(chǔ)供由所述處理器執(zhí)行的機(jī)器可執(zhí)行指令，其中，所述指令的執(zhí)行令所述處理器: -通過控制所述磁共振成像系統(tǒng)來采集(200)所述磁共振數(shù)據(jù)； -在由所述線圈組件輻射射頻能量時(shí)，將所述射頻屏蔽切換(202)到所述阻擋狀態(tài)；并且 -在由所述接收器線圈接收所述射頻能量期間，將所述射頻屏蔽切換(204)到所述透明狀態(tài)。
4.如權(quán)利要求2或3所述的磁共振成像系統(tǒng)，其中，至少一個(gè)線圈元件包括能控制匹配網(wǎng)絡(luò)元件(602)，所述能控制匹配網(wǎng)絡(luò)元件用于對至少一個(gè)線圈元件進(jìn)行阻抗匹配，其中，所述指令的執(zhí)行還令所述處理器調(diào)節(jié)所述能控制匹配網(wǎng)絡(luò)，以補(bǔ)償由于在所述阻擋狀態(tài)與所述透明狀態(tài)之間切換所述射頻屏蔽而導(dǎo)致的所述至少一個(gè)線圈元件的阻抗改變的影響。
5.如權(quán)利要求2、3或4所述的磁共振成像系統(tǒng)，其中，所述存儲(chǔ)器還包括靈敏度編碼脈沖序列(340)，其中，所述磁共振數(shù)據(jù)是通過執(zhí)行所述靈敏度編碼脈沖序列而被采集的。
6.如前述權(quán)利要求中的任一項(xiàng)所述的磁共振成像系統(tǒng)，其中，所述線圈組件還包括至少一個(gè)接收器線圈(502、1602)，所述少一個(gè)接收器線圈被配置為在所述磁共振數(shù)據(jù)的所述采集期間，接收來自所述成像區(qū)內(nèi)的原子自旋的射頻發(fā)射，并且其中，所述射頻屏蔽定位于所述至少一個(gè)線圈元件與所述至少一個(gè)接收器線圈之間。
7.如前述權(quán)利要求中的任一項(xiàng)所述的磁共振成像系統(tǒng)，其中，所述線圈組件具有第二表面(516)，所述第二表面被配置為接收所述受檢者的部分(708)，其中，所述第二表面背向所述成像區(qū)，并且其中，所述射頻屏蔽處于所述第二表面與所述至少一個(gè)線圈元件之間。
8.如前述權(quán)利要求中的 任一項(xiàng)所述的磁共振成像系統(tǒng)，其中，射頻開關(guān)包括至少一個(gè)電容器，所述至少一個(gè)電容器被配置為在所述射頻屏蔽處于所述阻擋狀態(tài)時(shí)，將所述射頻屏蔽調(diào)諧到阻擋頻率。
9.如前述權(quán)利要求中的任一項(xiàng)所述的磁共振成像系統(tǒng)，其中，所述射頻開關(guān)包括以下中的任意一種=PIN 二極管、微電機(jī)開關(guān)以及機(jī)械繼電器。
10.如前述權(quán)利要求中的任一項(xiàng)所述的磁共振成像系統(tǒng)，其中，所述線圈組件還被配置為使得在所述射頻屏蔽被切換到所述阻擋狀態(tài)時(shí)，所述至少一個(gè)線圈元件被切換到第一共振頻率，并且其中，所述線圈組件還被配置為使得在所述射頻屏蔽被切換到所述透明狀態(tài)時(shí)，所述至少一個(gè)線圈元件被切換到第二共振頻率。
11.如前述權(quán)利要求中的任一項(xiàng)所述的磁共振成像系統(tǒng),其中，所述線圈組件(2300、2400、2500)包括多個(gè)線圈元件(2302、2202、2502)，其中，所述射頻屏蔽包括多個(gè)屏蔽元件，每個(gè)屏蔽元件包括至少兩個(gè)傳導(dǎo)元件，其中，所述多個(gè)屏蔽元件中的每個(gè)被配置為獨(dú)立地在所述阻擋狀態(tài)與所述透明狀態(tài)之間切換。
12.如前述權(quán)利要求中的任一項(xiàng)所述的磁共振成像系統(tǒng)，其中，所述至少一個(gè)線圈元件為以下中的任意一種:環(huán)形線圈(800)、蝶形線圈(2202)、帶狀線線圈、TEM發(fā)射線圈(2302)、TEM體積線圈、TEM線圈以及鳥籠線圈。
13.如前述權(quán)利要求中的任一項(xiàng)所述的磁共振成像系統(tǒng)，其中，所述線圈組件還包括電子部件(2706)，其中，所述射頻屏蔽處于所述至少一個(gè)線圈元件與所述電子器件之間，其中，所述射頻屏蔽被配置為將所述電子部件屏蔽于所述至少一個(gè)線圈元件。
14.一種線圈組件(319、500、600、700、2700)，其用于在磁共振數(shù)據(jù)(342)的采集期間輻射射頻能量和/或接收射頻能量，其中，所述線圈組件具有第一表面(315、514)，所述第一表面被配置為朝向磁共振成像系統(tǒng)(300、400)的成像區(qū)(308)，其中，所述線圈組件還包括至少一個(gè)線圈元件(317、502、504、702、800、1602、1604、2302、2402、2502、2702)，其中，所述線圈組件還包括能夠在阻擋狀態(tài)(804)與透明狀態(tài)(802)之間切換的射頻屏蔽(319、506、704、1700、1800、1900、2000、2200、2304、2704)，其中，所述至少一個(gè)線圈元件處于所述第一表面與所述射頻屏蔽之間，其中，所述射頻屏蔽包括至少兩個(gè)傳導(dǎo)元件(322、802、804)，其中，所述射頻屏蔽包括射頻開關(guān)(324、2202)，所述射頻開關(guān)被配置為在所述射頻屏蔽處于所述阻擋狀態(tài)時(shí)電連接所述至少兩個(gè)傳導(dǎo)元件，并且其中，所述射頻開關(guān)還被配置為在所述射頻屏蔽處于所述透明狀態(tài)時(shí)電斷開所述至少兩個(gè)傳導(dǎo)元件。
15.一種包括機(jī)器可執(zhí)行代碼(350、352)的計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品，所述機(jī)器可執(zhí)行代碼用于供處理器(330)執(zhí)行以控制磁共振成像系統(tǒng)(300、400)，其中，所述磁共振成像系統(tǒng)包括用于提供成像區(qū)(308)的磁體(304)，其中，所述磁共振成像系統(tǒng)還包括根據(jù)權(quán)利要求14所述的線圈組件，其中，所述線圈組件被配置為輻射射頻能量和接收射頻能量，并且其中，所述指令的執(zhí)行令所述處理器: -通過控制所述磁共振成像系統(tǒng)來采集(100)所述磁共振數(shù)據(jù)； -在由所述射頻組件輻射射頻能量時(shí)，將所述射頻屏蔽切換(102)到所述阻擋狀態(tài)；并且 -在由所述線圈組件接收所述射頻發(fā)射期間，將所述射頻屏蔽切換(104)到所述透明狀態(tài)。
【文檔編號(hào)】G01R33/422GK103959085SQ201280051019
【公開日】2014年7月30日 申請日期:2012年10月3日 優(yōu)先權(quán)日:2011年10月18日
【發(fā)明者】C·洛斯勒, D·維爾茨 申請人:皇家飛利浦有限公司