[发明专利]高频发射系统、磁共振设备以及用于控制磁共振设备的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于磁共振设备的高频发射系统，包括高频放大器以 及带有两个输入端和两个输出端的信号分配器，该信号分配器被构造为： 将在两个输入端的任意之一上的提供的高频信号的功率分配到两个输出端 上。在此，该信号分配器的两个输入端中的第一输入端与高频放大器的输 出端耦合，而该信号分配器两个输出端分别用于连接到磁共振设备的发射 天线的不同输入端上，以便将在运行中出现在信号分配器的两个输出端上 的输出信号馈入到发射天线中。此外，本发明还涉及一种磁共振设备，其 包括：具有至少两个用于馈入高频信号的输入端的发射天线，以及这种高 频发射系统。此外，本发明还涉及一种用于控制磁共振设备以便获得检查 对象的磁共振图像数据的方法，其中，为了在检查空间中产生高频场，从 高频放大器将按照一定信号功率输出的高频信号引导至信号分配器的输入 端上，在该信号分配器中将该高频信号的功率分配成两个在信号分配器的 两个输出端上出现的输出信号，这些输出信号分别被馈入到发射天线的不 同输入端。

背景技术

磁共振断层造影(也被称为核自旋断层造影)是一种现在广为流行的 技术，用于获得有生命的检查对象的体内的图像。为了利用该方法获得图 像，必须首先将患者或受检者的身体或者待检查的身体部分置于尽可能均 匀的静态基本磁场中，该基本磁场由磁共振设备的基本磁铁产生。在拍摄 磁共振图像的期间，为该基本磁场叠加用于位置编码的快速切换的梯度磁 场，该梯度磁场由所谓的梯度线圈产生。此外，利用高频天线在检查对象 中入射一个定义的场强、即所谓的“B₁场”的高频脉冲。借助于该高频脉冲 这样激励在检查对象中的原子的核自旋，使得它们从其平行于基本磁场的 平衡位置偏转一个所谓的“激励翻转角”。然后，核自旋围绕基本磁场的方向 进动。由此所产生的磁共振信号由高频接收天线接收。最后，在所接收的 磁共振信号的基础上建立检查对象的磁共振图像。

为了将所需要的高频脉冲发射到患者安置区域中，磁共振设备通常具 有一个在“扫描仪”的外壳中固定安装的天线结构。该高频发射天线也被称为 “身体线圈”。例如在经常被采用的“鸟笼结构”中，该线圈由多个围绕患者空 间设置的并且平行于主场方向延伸的导体棒组成，这些导体棒在线圈的端 面上通过环形导体相互连接。不过，作为对此的替换，也存在其它在外壳 中固定安装的天线结构，例如鞍形天线。此外，还可以采用局部线圈，它 们被直接地设置在患者的身体上。不过，迄今为止这些线圈仅仅被用作接 收线圈。典型的磁共振设备基本上仅仅具有一个用于发射B₁场的发射通道， 也就是说，仅仅存在一个从高频放大器至发射天线的发射线路。只要天线 (例如鸟笼天线)被构造为可以发射圆极化的场，则来自高频放大器的高 频信号首先通过信号分配器被分配成两个信号。通常，为此采用所谓的混 合组件。因此，下面也将信号分配器简称为“混合器”。输出信号多数情况下 具有由所采用的信号分配器规定的相位差。经常采用所谓的π/2混合器，其 中输出信号相互间移动90°的相位。随后，两个信号被通过两个发射线路馈 入到在天线结构中精确定义的连接点或者输入端上。

在图1中粗略示意性地示出了这种“典型的”结构。来自高频信号发生 器11的高频信号在高频放大器21中被放大，使得其具有足够的发射功率。 在混合器23中实现了将发射功率分配到在混合器23的两个输出端26、27 上的两个发射通道上。两个信号成分被传递至发射天线15的两个输入端16、 17上，并且在那里被馈入。所采用的混合器23通常是具有另一个输入端 25的4门混合器。该另一个输入端通常利用对应的终端电阻28(通常为50 Ω)终止，该终端电阻起到对于从天线15反射回来的或者通过天线输入端 16、17之间的过耦合而返回的发射功率的“吸收器(Sumpf)”的作用。后面 还要更精确地讨论这种结构的传导特征和反射特征。

在这种结构的情况下下，B₁场的分配通过在两个发射通道上具有0°和 90°的相位的分配而被固定，并且不能与等待的测量的实际情况相适应。