[发明专利]射频线圈阵列及磁共振成像发射阵列

说明书

本发明公开一种应用于磁共振成像中的射频线圈阵列，其包括多个发射线圈单元及多个射频功率放大器。每一个射频功率放大器与至少一个发射线圈单元相集成以驱动至少一个发射线圈单元。本发明还公开了一种磁共振成像发射阵列，其包括用于生成多个射频信号的多个射频发射器、上述的射频线圈阵列以及用于向多个发射线圈单元提供直流电压的直流电压源。射频线圈阵列还包括射频屏蔽装置，其用于屏蔽多个发射线圈单元与磁体低温恒温器和梯度线圈单元的相互作用。多个射频功率放大器与各自的射频发射器连接并且被配置用于将来自各自的射频发射器的射频信号进行功率放大，并且多个发射线圈单元被配置用于发射各自的放大后的射频信号。

技术领域

本发明大体涉及磁共振成像(Magnetic Resonance Imaging，MRI)领域，尤其涉及一种应用于MRI中的射频(Radio Frequency，RF)线圈阵列以及具有该RF线圈阵列的MRI发射阵列。

背景技术

利用磁场和核自旋之间的相互作用以形成二维(2D)或三维(3D)图像的MRI方法得到了广泛使用，特别是在医学诊断的领域中，因为这种方法除了不需要电离辐射并且主要是非侵入性的之外，其还具有优越的软组织图像对比度以及在很多方面优于其它成像方法的显示不同生理特征的广泛能力。

通常，在MRI系统中，当诸如患者或人体组织的检查对象遭受强且均匀的主磁场(极化场B₀)时，组织中自旋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)频率下以随机顺序围绕它进动。如果物质或组织遭受沿x-y平面方向施加的且在拉莫尔进动频率下或接近拉莫尔进动频率的时变磁场(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_xy。在激励信号(B₁场)终止后通过受激励的自旋发射信号，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。数字化并处理接收到的MR信号的结果集，从而使用众多公知重构技术中的一种来重构图像。

在施加时变场(激励场B₁)期间的翻转角是净对齐矩或“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_xy的角度，从而得到的横向磁化是翻转角θ的函数，

M_xy＝M_zsinθ (1)

翻转角的大小取决于施加的射频激励脉冲的强度和持续时间。在所谓的90°脉冲的情况下，自旋从z轴偏转到横向平面(翻转角90°)。

在MRI中，施加的时变射频激励场具有特定的圆极化并且被称为场。类似地，用于检测来自进动的横向磁化的信号的射频线圈产生B₁场，由于它具有与激励场相反的圆极化，因此被称为场。在本申请中为了简化起见，当我们提及MR激励过程时，对B₁场的引用默认为激励场。

众所周知，射频线圈既可以影响射频激励也可以检测来自进动的横向磁化的信号(信号接收)。用于影响射频激励的射频线圈的B₁场的分量是场分量，而用于检测来自进动的横向磁化的信号的射频线圈的分量是场分量。

从上述MR原理，检查对象中的时变B₁场的空间均匀性对于成像质量非常重要。在高场系统中，由麦克斯韦(Maxwell)方程组所确定的，B₁场的分布由检查对象的电介质常数和电导率而变形。参考现有的射频线圈，例如，鸟笼线圈，其中通过将统一电流通过鸟笼线圈的所有单元或环箍(rung)施加来确定B₁场的分布，因此所得的B₁场如下：