射频发射线圈驱动电路及磁共振成像设备制造技术

本申请提供一种射频发射线圈驱动电路及磁共振成像设备，所述电路包括依次连接的控制单元、数模转换单元、射频放大器、功分器以及移相器。其中，所述功分器具有至少三个输出端，所述各输出端经与其相连的移相器连接至射频发射线圈的一馈电端口；所述控制单元传输的驱动信号经所述模数转换单元进行D/A转换、射频放大器放大，再由所述功分器将经所述射频放大器放大后的驱动信号分成至少三路信号，所述每路信号经对应的移相器进行相位调节后发送给馈电端口。本申请通过设置功分器和移相器，增加射频发射链路，既可以增加射频发射线圈接入驱动信号的馈电端口的数量，达到射频场更加均匀的目的，也可以减少射频放大器的数量，降低成本。

【技术实现步骤摘要】
射频发射线圈驱动电路及磁共振成像设备
本申请涉及磁共振成像领域，尤其涉及一种射频发射线圈驱动电路及磁共振成像设备。
技术介绍
射频发射线圈是MRI(MagneticResonanceImaging，磁共振成像)系统的一个重要组成部分，磁共振成像系统均需借助于射频发射线圈进行激发来完成磁共振成像扫描。其中，射频发射线圈的主要功能是发射射频脉冲。而如何产生均匀的射频场(即B1场)，是MRI成像的一个重要环节。目前，应用到MRI系统中的射频发射线圈主要有：鸟笼线圈、螺线管线圈、鞍状线圈、赫姆赫兹线圈和横向电磁模线圈等。其中，笼式射频发射线圈在MRI系统中应用比较广泛。参见图1，为笼式射频发射线圈的结构示意图，笼式射频发射线圈存在如下优点：线圈产生的射频场均匀性高；线圈和主磁场的同轴线；线圈具有高度的对称性，可进行正交发射和接收，因而信噪比可以提高倍。但笼式射频发射线圈产生的射频磁场的性能指标受线圈列线101数目的制约。当线圈的列线101数目下降时，射频场的均匀性会降低；当线圈的长度、直径以及列线101的宽度不变时，列线101数目减少时，射频场的均匀性也会变差。而当列线101数目不断增加时，射频场的均匀性也不会有大的提高。图2示出了现有技术中目前常用的单通道发射线圈射频脉冲激励电路，包括依次连接的FPGA(Field－ProgrammableGateArray，现场可编程门阵列)控制单元、数模转换单元(DAC，Digitaltoanalogconverter)、射频放大器和功分器，其中，FPGA控制单元传输的驱动信号，依次经数模转换单元转换成模拟信号、射频放大器放大，接着由功分器转换成正交电流信号(IQ信号，Inphaseandquadrature)，即相位差为90°的两路电流，发送给笼式射频发射线圈100的两个馈电端口103，这两个馈电端口103与线圈端口中心连线的夹角为90°，从而驱动笼式射频发射线圈100产生一个圆极化场。但这两路电流只具有两个自由端(即相位相差90°、幅度相等)，即这两路驱动电流的能量幅度、波形完全相同，功分器只是将经数模转换单元、射频放大器输出的驱动信号分成两路，并未改变每路驱动信号的特性，即功分器输出的两路驱动电流的特性是固定的，不能根据需要来调节这两路电流的特性。而对于每个患者，所需要的射频场不同，可能需要对线圈各馈电端口103输入的驱动电流的特性，如频率、能量、波形和相位等分别进行调整，以达到射频场的均匀性。参见图3，为目前现有技术中的一种双源发射线圈驱动电路，该电路包括两路依次连接的FPGA控制单元、数模转换单元和射频放大器，两个FPGA控制单元分别输出控制信号，依次经各自连接的数模转换单元转换为模拟信号，再由各自的射频放大器放大后输出驱动信号至笼式射频发射线圈100。该双源发射线圈驱动电路通过各馈电端口103所在链路的FPGA控制单元来调节输入至该馈电端口103所在链路的控制信号，使得输入至各馈电端口103的驱动电流的特性随着控制信号的变化而变化。然而，该驱动电路虽然可根据患者来调节输入各馈电端口103的驱动电流的特性，但馈电端口仅为两个，射频场均匀性仍然较差，且射频放大器的成本较高，选择双射频放大器，成本会大大增加。
技术实现思路
有鉴于此，本申请提供一种射频发射线圈驱动电路及磁共振成像设备，以解决现有技术中存在的射频发射线圈产生射频场的均匀性较差的问题。具体地，本申请是通过如下技术方案实现的：根据本申请的第一方面，提供一种射频发射线圈驱动电路，所述电路包括依次连接的控制单元、数模转换单元、射频放大器、功分器以及移相器，所述功分器具有至少三个输出端，所述各输出端经与其相连的移相器连接至射频发射线圈的一馈电端口；所述控制单元传输的驱动信号经所述模数转换单元进行D/A转换、射频放大器放大，再由所述功分器将经所述射频放大器放大后的驱动信号分成至少三路信号，所述每路信号经对应的移相器进行相位调节后发送给馈电端口。可选地，所述射频发射线圈为笼式，与所述相移器连接的馈电端口沿所述射频发射线圈的周向等分所述射频发射线圈。可选地，所述功分器输出端的数量以及移相器的数量与所述射频发射线圈的馈电端口数量相等。可选地，所述功分器包括多个波导管，所述波导管将经所述射频放大器放大的驱动信号分成至少三路等功率输出信号。可选地，所述波导管包括中心对称连接在所述功分器输入端的四个第一波导管以及两两对称连接在所述第一波导管末端的第二波导管，第二波导管的两端均设有功分器的输出端。可选地，所述第一波导管包括第一连接部和第二连接部，所述第一连接部的一端垂直连接于所述功分器的输入端、另一端垂直连接于第二连接部的中心位置，所述第一连接部与第二连接部相连通；所述第二连接部的两末端均垂直连接于一第二波导管的中心位置，每一第二波导管上的功分器输出端对称设置。可选地，所述移相器包括变容二极管，所述变容二极管连接可控电压源。可选地，所述可控电源连接所述控制单元，所述可控电压源的电压大小由所述控制单元所控制。可选地，所述电路还包括射频场检测单元，所述射频场检测单元用以检测所述射频发射线圈各位置处的射频场强度，并将所述射频场强度发送给所述控制单元，所述控制单元根据各位置处的射频场强度调节所述可控电压源的电压大小。根据本申请的第二方面，提供一种磁共振成像设备，包括射频发射线圈，以及上述射频发射线圈驱动电路。本申请的有益效果：通过设置功分器和移相器，实现动态调节输入至射频发射线圈的各馈电端的驱动功率的特性，通过设置功分器的输出端数量可动态增加射频发射链路，不仅可以增加射频发射线圈接入驱动信号的馈电端口的数量，从而控制射频发射线圈产生射频场的均匀性，还能减少射频放大器的数量，提高功放的效率，降低成本。应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本申请。附图说明此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本申请的实施例，并与说明书一起用于解释本申请的原理。图1是现有技术的笼式射频发射线圈的结构图；图2是现有技术的单通道发射线圈射频脉冲激励电路结构图；图3是现有技术的双源发射线圈驱动电路结构图；图4是本申请提供的一种射频发射线圈驱动电路的结构图；图5是本申请提供的一种具体的射频发射线圈驱动电路的结构图；图6是本申请提供的功分器的结构框图；图7是本申请提供的移相器的等效电路结构示意图；图8是本申请提供的磁共振成像设备的结构示意图。具体实施方式这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本申请相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本申请的一些方面相一致的装置和方法的例子。在本申请使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本申请。在本申请和所附权利要求书中所使用的单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其他含义。还应当理解，本文中使用的术语“和/或”是指并包含一个或多个相关联的列出项目的任何或所有可能组合。应当理解，尽管在本申请可能采用术语第一、第二、第三等来描述各种信息，但这些信息本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种射频发射线圈驱动电路，其特征在于，所述电路包括依次连接的控制单元、数模转换单元、射频放大器、功分器以及移相器，所述功分器具有至少三个输出端，所述各输出端经与其相连的移相器连接至射频发射线圈的一馈电端口；所述控制单元传输的驱动信号经所述模数转换单元进行D/A转换、射频放大器放大，再由所述功分器将经所述射频放大器放大后的驱动信号分成至少三路信号，所述每路信号经对应的移相器进行相位调节后发送给馈电端口。

【技术特征摘要】
1.一种射频发射线圈驱动电路，其特征在于，所述电路包括依次连接的控制单元、数模转换单元、射频放大器、功分器以及移相器，所述功分器具有至少三个输出端，所述各输出端经与其相连的移相器连接至射频发射线圈的一馈电端口；所述控制单元传输的驱动信号经所述模数转换单元进行D/A转换、射频放大器放大，再由所述功分器将经所述射频放大器放大后的驱动信号分成至少三路信号，所述每路信号经对应的移相器进行相位调节后发送给馈电端口。2.如权利要求1所述的射频发射线圈驱动电路，其特征在于，所述射频发射线圈为笼式，与所述相移器连接的馈电端口沿所述射频发射线圈的周向等分所述射频发射线圈。3.如权利要求2所述的射频发射线圈驱动电路，其特征在于，所述功分器输出端的数量以及移相器的数量与所述射频发射线圈的馈电端口数量相等。4.如权利要求1述的射频发射线圈驱动电路，其特征在于，所述功分器包括多个波导管，所述波导管将经所述射频放大器放大的驱动信号分成至少三路等功率输出信号。5.如权利要求4述的射频发射线圈驱动电路，其特征在于，所述波导管包括中心对称连接在所述功分器输入端的四个第一波导管以及两两对称连接在所述第一波导管...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐勤，
申请(专利权)人：上海东软医疗科技有限公司，
类型：发明
国别省市：上海,31