磁共振設備的高頻發射裝置的製作方法

2023-05-30 06:04:41

專利名稱：磁共振設備的高頻發射裝置的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種用於產生B1場的磁共振設備的高頻發射裝置。
背景技術：
藉助於磁共振斷層造影可以產生人體任意斷面的斷層圖像，為此在儘可能均勻的恆定基磁場(也稱為B0場)中激勵檢查對象的磁化。為了激勵 由核自旋引起的磁化利用高頻天線將高頻脈衝射入到檢查對象體內。高頻 脈衝的磁通密度通常被稱為Bl場。大多數情況下核共振激勵所需的高頻脈 衝的信息數位化地以複數序列的形式由控制電子裝置提供。其由調製器和 HF功率放大器傳輸到發射天線。傳統的磁共振設備只具有應該產生儘可能均勻Bl場的整體天線。因為 在MR設備中被檢查的患者的組織是可導電的，因此感應電流使本身均勻 的Bl場分布改變。而所激勵的Bl場的場強在時間和空間上的波動導致所 接收的MR信號的變化，這造成所顯示的MR圖像的圖像強度出現所不希 望的變化。Bl場幅值的不均勻的空間分布例如導致所不希望的圖像對比度 與位置的相關性。出於該原因具有多信道的發射裝置是人們所追求的，這 些發射裝置分別具有不同的磁場分布，從而通過不同石茲場的疊加可以產生 基本上均勻的Bl場。DE 102004053777A1公開了 一種此類具有多信道的發 射裝置。另外，已開發出了一些新的拍攝技術，其中同時利用由多個天線產生 的不同Bl場特性。也出於該原因而期望採用可以產生不同的磁場分布的高 頻發射天線。通常在傳統的磁共振設備中只安裝僅能夠產生優選均勻的磁場分布的 整體天線。因此使用具有內裝整體天線的MR設備的使用者可以運用實施 多個信道的方式，也就是說，給高頻發射裝置後裝多個信道。這使得花費 的成本和時間是極其高的
發明內容
因此，本發明要解決的技術問題在於，提供一種高頻發射天線裝置， 利用它可以以簡單的方式產生不同的磁場分布或模式。上述技術問題按照本發明通過一種用於產生B1場的MR設備的高頻發 射裝置得以解決。按照本發明的第一方面提供了一種MR設備中的高頻發射裝置，其產 生結果B1場。該高頻發射裝置具有產生該結果B1場的第一部分的第一天 線裝置。另外設有天線插入件，該天線插入件產生該結果Bl場的第二部分， 使得所生成的Bl場由該第一天線裝置和該至少一個天線插入件產生。在一 種優選的實施方式中，所述第一天線裝置為集成到MR設備中的整體天線。 按照本發明已經裝入到MR設備中的整體天線可以為多信道發射天線的一 部分。該天線裝置可以是單信道的天線。按照本發明的一種實施方式，該高頻發射裝置可以產生N種模式。其 中所述整體天線產生基本模式，同時所述天線插入件產生其餘N-1種模 式。在本申請中模式一般理解為通過一個天線單元發射的磁場在空間上的 磁場分布，該磁場通過在發射空間內的每個位置上的磁場振幅及相位確定。 在此優選，每個模式具有不同的空間磁場分布。由所述整體天線產生的基 本模式例如可以是具有一致的極化的空間上基本均勻的磁場分布。優選，由所述整體天線產生的磁場和由所述天線插入件產生的磁場具 有相同頻率。所產生的模式為圓極化的。當所發射的基本模式能夠具有基 本上均勻的磁場分布時，更高的不同模式的磁場分布優選為非均勻的。所 述更高模式的這種非均勻性是期望的並且對於在多信道發射裝置中的應用 是需要的。按照本發明一種優選的實施方式，由所述整體天線產生的模式與由所 述天線插入件產生的模式正交。如果採用多個在空間上相互鄰近的高頻發 射裝置，則可能會出現這樣的問題，即，它們通過感應效應相互耦合，從 而使它們相互間的功率消耗明顯增大。在採用正交模式時在很大程度上排 除了該問題。相應地在整體天線與天線插入件之間幾乎不出現耦合。有關 正交模式的應用在DE 102004053777A1中已有詳細的記載。對於提供這種 正交模式的情況可具體參考這篇公開文獻。在此不強行要求天線插入件的場區與整體天線的場區相互垂直。在此利用正交模式僅表明，所實現的場結構不相互耦合。應用正交模式的一個優點還在於，能夠取消在裝入天線插入件時可能 需要的調整工作。在裝入天線插入件時和在利用已存在的整體天線時為了 減小這兩個發射裝置之間的交互作用會需要這種調整工作。按照另一種實施方式，所述天線插入件可拆卸地與MR設備連接並且 不是固定地裝入到MR設備中。在可拆卸地安置所述天線插入件時，該天 線插入件例如可拆卸地與患者檢查床連接。在該實施方式中可以將天線插 入件與患者檢查床一起移動到MR設備中。這種與患者檢查床的可拆卸式 連接尤其可以實現如上文已述及的，採用正交模式，因為在這種情況下不 需要使各發射裝置相互協調，從而在不會導致整體天線與天線插入件之間 的交互作用加劇的情況下將天線插入件方便地移入到MR設備中。按照本發明另一種實施方式，所述天線插入件對於每種模式都具有一 個饋送導線。通過該饋送導線向天線插入件提供所需要的HF脈沖。按照本發明的另 一方面，提供了 一種通過多信道的高頻發射裝置產生 MR設備的B1場的方法，其中，通過磁共振設備的單信道的整體天線產生 所述B1場的第一部分。通過天線插入件產生所述B1場的第二部分，使得 結果B1場由該整體天線和該天線插入件產生。如上文已述及的，有利的是， 所述B1場的由整體天線產生的部分與由所述天線插入件產生的第二部分正 交。


下面藉助附圖對本發明予以詳細闡述。附圖中圖1示出具有集成的整體天線的MR設備的簡略橫剖視圖；圖2以側視圖示出整體天線和位於其中的天線插入件；圖3示出由整體天線和天線插入件組成的高頻發射裝置的正視圖；圖4示出MR設備的透視圖，其中天線插入件與患者檢查床一起移動。
具體實施方式
在圖1中筒略地以橫剖視圖示出一臺MR設備10。如普遍公知的那樣， 該MR設備10具有一個孔洞11,可以將患者檢查床連同位於其上的(未示 出的)要檢查的人一起移入到該孔洞中。MR設備的工作方式是普遍公知的，
所以在此不作詳細闡述。另外為了激勵磁化在圖1中還採用了整體天線13,該整體天線集成在MR設備中並且在檢查腔內產生均勾的Bl場。"整體天 線"的概念在本文中意味著，它通常涉及安裝在MR設備內的天線。如果 要在圖1所示的MR設備中建立多信道的發射裝置，則必須要更換該整體 天線。但是按照本發明可以將在圖2中示出的該整體天線13與在圖2中示 出的天線插入件14 一起使用。該天線插入件14具有多個可單獨控制的天 線元件15。在圖示的情況下天線插入件14也表示所謂的鳥籠式諧振器，它 例如具有八個圍繞對稱軸相互平行地設置並圍成一個發射空間的天線元件 15。當然天線插入件14也可以具有或多或少的天線元件。通過以Bl場規 定的幅值和相位對各天線元件的控制可以產生通過天線插入件14的不同模 式或磁場分布。整體天線13同樣可以設計為鳥籠式諧振器。按照本發明的一種優選的實施方式，由整體天線13產生的Bl場與該 Bl場的通過天線元件15產生的分量正交，從而最大程度地避免了兩個天線 構件13和14之間的耦合。圖3以正視圖示出高頻發射裝置的兩個組成部分，從中可以看出，兩 個天線組成部分，即整體天線13和天線插入件14相對於^r查中心16同心 地設置。天線插入件14和整體天線13現在例如可以這樣使用，即便在要 檢查的人不存在的情況下也能夠在發射裝置內部的區域中產生儘可能均勻 的Bl場。為此例如這樣控制天線插入件14,使得由整體天線13在檢查區 域內引起的B1場的非均勻性儘可能通過由天線元件15產生的B1場得以補 償。例如在上面所提到的DE102004053777A1中已詳細地記載了，如何通 過多模天線達到儘可能均勻的Bl場分布，對此可參考該德國專利申請。在一種實施方式中，所述天線插入件對應於每個天線元件15具有一個 饋送信道，其中一個未示出的放大器將幅值和相位值饋送到各饋送信道中。在另一種不同的實施方式中還可以設想，只是整體天線具有HF放大 器，同時整體天線13感應地與天線插入件14的天線元件15耦合。在這種 情況下這樣控制整體天線，使得由整體天線產生的Bl場激勵天線插入件 14，而該天線插入件又發射一個另外的Bl場分量，從而總體上產生儘可能 均勻的B1場。然而在這種情況下兩個天線組成部分產生的模式可能不是正 交的，因為希望整體天線13與天線插入件14之間耦合。在本發明的一種實施方式中，天線插入件可以固定地集成在MR設備中。另一方面如圖4所示，天線插入件14可以不固定地集成在MR設備10 中。如果天線的兩個部分通過採用正交的模式去耦合，則天線插入件14也 可以可運動地與MR設備耦合連接。例如天線插入件14可以以安裝在患者 檢查床上的插入件的形式被置入到MR設備10的孔洞11中。如果將未示 出的患者連同患者檢查床一起移動到磁鐵中心，則可以以簡單的方式將僅 具有一個整體天線13的MR設備用作多信道的高頻發射裝置，而不需要為 此釆取費事的內裝措施。通過圖4所示的例子可以根據對多信道發射裝置的需要而採用可方便 地一起移入到基磁場中的天線插入件。如果兩個天線採用正交模式，則可 以取消費時地使這兩個天線去耦合。如本申請所示出的那樣， 一個已裝入 到MR設備中的整體天線可以構成多信道發射裝置的一部分，同時另一些 信道由所謂的天線插入件補充。不需要通過特別設計的多信道天線來替代 已存在的天線，這明顯地降低了將MR設備擴充為具有多信道發射裝置的 設備的改造成本。
權利要求
1.一種用於產生結果B1場的MR設備的高頻發射裝置，其具有產生該結果B1場的第一部分的第一天線裝置；至少一個天線插入件，該天線插入件產生該結果B1場的第二部分，使得該結果B1場由該第一天線裝置和該至少一個天線插入件產生。
2. 如權利要求1所述的高頻發射裝置，其特徵在於，所述第一天線裝 置為集成到MR設備中的整體天線。
3. 如權利要求l或2所述的高頻發射裝置，其特徵在於，所述天線插 入件固定地集成在MR設備中。
4. 如權利要求1或2所述的高頻發射裝置，其特徵在於，所述天線插 入件可拆卸地與MR設備連接。
5. 如權利要求4所述的高頻發射裝置，其特徵在於，所述天線插入件 可拆卸地安裝在患者檢查床上並且可以與該患者檢查床一起移動到MR設 備中。
6. 如權利要求1至5中任一項所述的高頻發射裝置，其特徵在於，該 高頻發射裝置產生N種模式，其中所述第一天線裝置產生基本模式，而所 述天線插入件產生其餘的N - 1種模式。
7. 如權利要求6所述的高頻發射裝置，其特徵在於，由所述第一天線 裝置產生的模式與由所述天線插入件產生的模式正交。
8. 如權利要求1至7中任一項所述的高頻發射裝置，其特徵在於，所 述天線插入件對於每種模式都具有一個饋送導線。
9. 如權利要求1至8中任一項所述的高頻發射裝置，其特徵在於，所 述第一天線裝置和所述天線插入件產生頻率基本相同的磁場。
10. 如權利要求6所述的高頻發射裝置，其特徵在於，所述基本模式 產生均勻的Bl場分布，而其餘模式產生非均勻的Bl場分布。
11. 如權利要求6所述的高頻發射裝置，其特徵在於，所述產生的模 式為圓極化的。
12. —種通過多信道的高頻發射裝置產生MR設備的B1場的方法，具 有以下步驟通過磁共振設備的第 一整體天線產生所述B1場的第 一部分； 通過天線插入件產生所述B1場的第二部分，使得所生成的Bl場由該 整體天線和該天線插入件產生。
13. 如權利要求12所述的方法，其特徵在於，所述B1場的由所述第 一整體天線產生的部分與由所述天線插入件產生的第二部分正交。
14. 如權利要求12所述的方法，其特徵在於，所述B1場的第二部分 通過所述整體天線與天線插入件的感應耦合產生。
全文摘要
本發明涉及一種用於產生B1場的MR設備的高頻發射裝置，其具有產生結果B1場的第一部分的第一天線裝置；至少一個天線插入件，該天線插入件產生該結果B1場的第二部分，使得所生成的B1場由該第一天線裝置和該至少一個天線插入件產生。
文檔編號G01R33/20GK101153897SQ20071015316
公開日2008年4月2日 申請日期2007年9月28日 優先權日2006年9月28日
發明者于爾根·尼斯特勒, 威爾弗裡德·施內爾 申請人:西門子公司