[发明专利]用于MR成像中并行传输的系统和方法

说明书

技术领域

本发明的实施例一般涉及用于MR成像的系统和方法，以及更具体地涉及用于选择性地和动态地在传输模式中操作RF接收线圈阵列以生成与整体传输线圈生成的RF场加起来的局部RF场的系统和方法，使得横向MR磁化具有期望的振幅和相位。

背景技术

当例如人体组织的物质遭受均匀磁场(极化场B₀)时，组织中自旋(spin)的各个磁矩试图与该极化场对齐，但在它们的特征拉莫尔(Larmor)频率以随机顺序围绕它旋进。如果物质或组织遭受位于x-y平面内且接近拉莫尔频率的横向RF磁场(激励场B₁)，则净对齐矩或者“纵向磁化”M_Z可能旋转或“翻转”到x-y平面中以产生净横向磁矩M_t。在激励信号B₁终止后通过受激励自旋发射出信号，并且可以接收和处理该信号以形成图像。

当利用这些信号以产生图像时，采用磁场梯度(G_x、G_y和G_z)。通常，通过测量周期的序列来扫描待成像的区域，其中这些梯度依照正在使用的具体定位方法而改变。数字化并处理接收的NMR信号的结果集合，从而使用众多公知重构技术之一来重构图像。

为了生成最小化对比度和灵敏度变化的高质量图像，MRI应用要求均匀的B₁场。用于B₁场激励的传统正交驱动容积线圈(quadrature-driven volume coil)提供受限的场均匀性，尤其是在磁场强度/强烈程度增加时(例如3T或7T磁场)。因此，生成均匀B₁场的能力对于利用较高场强度的MRI应用的潜力的全面实现是重要的。

最近，在RF线圈设计中已经提出了多种方法以均匀化B₁场。一种用于均匀化B₁场的此类方法是并行传输。在现有的MRI系统中，并行传输通过控制多通道传输阵列线圈中的各个传输元件的振幅和相位来校正传输B₁场的不均匀性，在其它情况下称作无源RF匀场(passive RF shimming)。并行传输还通过使用空间定制的RF脉冲连同梯度来定制磁化，从而校正传输B₁场的不均匀性，在其它情况下称作有源并行传输(active parallel transmit)。

然而，对于实现用于均匀化B₁场目的的现有并行传输方法存在若干缺陷。例如，如上所述，并行传输的实现要求多元件传输阵列线圈，其中各个传输元件需要被良好地去耦。对于多元件传输阵列，需要各个激励器盒(exciter box)以用于RF脉冲波形的精细控制，以及各个RF放大器以用于传输阵列线圈中的每个元件。提供此类多元件传输阵列线圈及其相关联元件，显著增加了MRI系统的硬件成本。

因此期望具有一种系统和方法，其提供均匀的B₁场而不需要通常要求用于并行传输的多元件传输阵列线圈和相关联组件。

发明内容

本发明提供用于选择地和动态地在传输模式中操作RF接收线圈阵列以生成与整体传输线圈生成的RF场加起来的局部RF场的系统和方法，使得横向MR磁化具有期望的振幅和相位。失谐电路(detuning circuit)耦合到RF接收线圈阵列中的每个RF接收线圈，其选择性地在禁用和启用状态之间转换以控制RF接收线圈的阻抗和共振，由此选择性地促使RF接收线圈阵列在传输或接收模式中操作。

依照本发明的一方面，一种MRI系统包括具有通过其的孔的主磁体、绕该主磁体的孔放置的多个梯度线圈、以及布置在主磁体的孔内并配置成生成RF场的RF传输线圈，其中RF场激励孔内放置的对象的核以生成RF共振信号。该MRI系统还包括布置在主磁体的孔内并相对于RF传输线圈来放置以便接收RF共振信号的RF接收线圈阵列，以及耦合到RF接收线圈阵列中每个RF接收线圈的失谐电路，所述失谐电路选择性地在禁用和启用状态之间转换以控制RF接收线圈的阻抗和共振。每个RF接收线圈在其相应失谐电路处于禁用状态中时被促使接收RF共振信号，以及在其相应失谐电路处于启用状态中时被促使修改RF传输线圈生成的RF场的振幅和相位。