用于MR图像生成的多谐振T/R天线制造技术

公开了一种双谐振或多谐振RF/MR发射和/或接收天线(1，2)，尤其是以平面天线或体积阵列天线(也称为天线阵列)形式，以用于至少两种不同原子核，例如1H、19F、3He、13C、23Na或具有不同拉莫尔频率的其他原子核的MR图像生成。基本上，借助电感耦合设备(L1)将所述天线与相关的发射/接收信道(T/R)耦合。通过这样的电感耦合，比电连接的情况更容易获得不同谐振频率处所述天线的调谐和匹配。此外，本发明专利技术涉及一种包括这种双谐振或多谐振RF/MR发射和/或接收天线的MR成像装置。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于MR图像生成的多谐振T/R天线
本专利技术涉及双谐振或多谐振RF/MR发射和/或接收天线，尤其是以平面天线或体 积阵列天线（也称为天线阵列）形式，以用于至少两种不同原子核，例如i^F^He^C^Na 或具有不同拉莫尔频率的其他原子核的MR图像生成。此外，本专利技术涉及一种包括这种双谐 振或多谐振RF/MR发射和/或接收天线的MR成像装置。
技术介绍
在MRI装置（或MR扫描器）中，在MRI装置的检查空间之内，将检查对象，通常是 患者，暴露于均匀的主磁场（B。场），使得检查对象之内原子核的磁矩趋向绕施加的仏场的 轴旋转（拉莫尔进动），其中，所有原子核的特定净磁化强度平行于队场。进动率被称为拉 莫尔频率，这取决于所涉及原子核的具体物理特性和施加的仏场的强度。 通过发射借助RF发射天线或线圈生成的与仏场正交的RF激励脉冲饵场），并 匹配感兴趣原子核的拉莫尔频率，原子核的自旋被激励并达到同相，并且获得其净磁化强 度从1?场方向的偏斜，从而生成相对于净磁化强度纵向分量的横向分量。 在终止RF激励脉冲之后，净磁化强度纵向和横向分量的MR弛豫过程开始，直到净 磁化强度回到其平衡状态为止。借助RF/MR接收天线或线圈探测由弛豫过程发出的MR弛 豫信号。接收的MR信号是基于时间的幅度信号，其被傅里叶变换为基于频率的MR谱信号， 并被处理以生成检查对象之内感兴趣原子核的MR图像。为了获得检查对象之内感兴趣切 片或体积的空间选择以及接收的从感兴趣切片或体积发出的MR弛豫信号的空间编码，在仏 场上叠加梯度磁场，梯度磁场与1?场具有相同的方向，但在正交的X、y和z方向上具有梯 度。由于拉莫尔频率依赖于施加到原子核上的磁场强度，所以原子核的拉莫尔频率沿着并 随着总叠加队场的减小的梯度相应减小（反之亦然），使得通过适当地调谐所发射RF激励 脉冲的频率（并通过相应地调谐RF/MR接收天线的谐振频率），并通过相应地控制梯度磁 场，能够获得沿x、y和z方向中的每个梯度在切片之内的特定位置处的原子核选择，并通过 这样做，总体上获得在对象特定体素之内的原子核选择。 能够以所谓的身体线圈（也称为全身线圈）以及所谓的表面或局部线圈的形式提 供以上RF/MR(发射和/或接收）天线，身体线圈牢固地固定于MRI系统的检查空间之内以 对整个检查对象成像，表面或局部线圈直接布置于要检查的局部区域上或附近并被构造成 例如柔性衬垫或套筒或笼体的形式，例如头部线圈。以上两种类型都能够实现为体积谐振 器（像是鸟笼线圈或TEM谐振器）的形式或（平面或体积）阵列天线（或阵列线圈）的形 式，阵列天线包括彼此解耦的一组线圈元件并且其每个都发射/接收其自己的局部磁场。 对于对像患者那样的检查对象的MR成像，人体组织中的感兴趣原子核通常是1Η 质子，从而相应地将以上RF发射/接收天线调谐到1Η质子的拉莫尔频率。然而，对于借助 造影剂对特定器官的成像，为了在分子成像领域中检测并量化标记的示踪剂和药物，为了 检查代谢或MR谱，其他原子核是感兴趣需要成像的，尤其像是 1午、3他、13(：、2~&等，其中，所 有这些原子核都具有显著不同的拉莫尔频率。因此，对于MR图像生成，必须将以上RF/MR 发射/接收天线调谐到两个或更多不同的拉莫尔频率，以便对检查对象的结构和彼此共同 覆盖的其他期望原子核都成像。 US7508212公开了一种RF谐振器，其具有绕中心轴形成的圆柱形屏蔽和绕中心轴 对称布置的多对相对的导电腿，所述多对相对的导电腿分成第一组和第二组，其中，将第一 组调谐到第一拉莫尔频率，并且将第二组调谐到第二拉莫尔频率。此外，第一驱动电路连接 到第一组中的每对相对的腿，并且第二驱动电路连接到第二组中的每对相对的腿，其中，每 个驱动电路包括电流平衡-不平衡变压器，以将驱动电路与线圈腿电隔离，以及调谐和匹 配电路，以在不同的拉莫尔频率处同时执行多原子核测量。 US5168230公开了一种双频NMR线圈对，其包括调谐到独立谐振频率的两个个体 线圈。通过导电环路将每个线圈形成为大致相同形状，导电环路遵循蛇行路径以界定内部 区域和多个外叶。两个个体线圈被密切接近地定位为彼此覆盖，但相对于彼此旋转，使得两 个各自线圈的外叶交错。通过这样做，基本消除了两个个体线圈之间的相互加载，从而允许 任一线圈中信噪比劣化最小的双频率操作，同时两个线圈都基本具有相同的视场。 US2009/0160442公开了一种MR发射/接收线圈，其能够在至少两个不同（拉莫 尔）频率处谐振。其包括串行耦合到线圈中并包括调谐部件的调谐谐振电路，选择调谐谐 振电路的值，使得在第一谐振频率处谐振的线圈的灵敏度曲线基本匹配在第二谐振频率处 谐振的线圈的灵敏度曲线。 国际申请W02010/018535提到，从带状线构建的RF TEM线圈能够被制成多谐振的。 此外，经由阻抗网络将TEM带状线连接到发射器或接收器。
技术实现思路
以上和其他双谐振或多谐振RF天线的一个问题是，将天线调谐和匹配到发射和/ 或接收单元或信道是一项复杂的过程，提供发射和/或接收单元或信道是为了在不同频率 处为天线馈送RF发射（激励）信号和/或为了处理在不同频率处接收的MR弛豫信号。 这是真实的，因为这样的双谐振或多谐振天线要求控制很多自由度以实现最优调 谐和匹配，尤其是在非质子通道上，因为与检查对象之内的质子原子核CH)相比，非质子原 子核（例如 19F)的灵敏度和浓度通常更低。 此外，尤其是对于靠近检查对象定位的表面线圈而言，线圈定位中大的可能变化 导致要利用所述调谐和匹配来解决的线圈加载的大范围变化。 通常，用于调谐非质子线圈阵列的复杂性可能显著影响这种线圈阵列的适用性。 本专利技术背后的目的是避免该调谐和匹配问题，并提供用于对至少两种不同原子核 (即具有不同拉莫尔频率的原子核）进行MR图像生成的双谐振或多谐振RF/MR发射和/或 接收天线，其不需要复杂的调谐和匹配流程，尤其是对于（临床）终端用户而言。 这个目的是由根据权利要求1或权利要求4所述的双谐振或多谐振RF/MR发射和 /或接收天线和电感稱合设备解决的。 这种方案的优点在于，双谐振或多谐振天线到相关的发射和/或接收单元（即发 射/接收信道）的调谐和匹配要容易得多，并且能够被彼此独立地进行。这适用于两种（所 有）谐振频率，因为电感耦合是宽带的。根据本专利技术，能够改变磁通量，因此可以调节天线 到RF/MR发射和/或接收信道的电感耦合。 从属权利要求公开了这种双谐振或多谐振RF/MR发射和/或接收天线的有利实施 例。 要认识到，容易以任何组合来组合本专利技术的特征，而不脱离权利要求书定义的本 专利技术范围。 从参考附图给出的本专利技术的优选且示范性实施例的以下描述，本专利技术的另外的细 节、特征和优点将变得显而易见。 【附图说明】 图1示意性示出了天线第一实施例的电感耦合设备的第一基本配置； 图2示意性示出了天线第一实施例的电感耦合设备的第二基本配置； 图3示出了电感耦合设备的第一实施例； 图4示出了电感耦合设备的第二实施例； 图5示出了电感耦合设备的第三实施例； 图6示出了电感本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种双谐振或多谐振RF/MR发射和/或接收天线，其特征在于：所述天线(1、2)借助形式为至少一个环路或线圈(L1、L2)的电感耦合设备与RF/MR发射和/或接收信道电感耦合，所述电感耦合设备相对于所述天线被设定尺度和/或被定位，使得通过两者之间所得的磁通量，所述天线被调谐并被阻抗匹配到所连接的RF/MR发射和/或接收信道，其中，所述至少一个环路或线圈(L1、L2)被布置使得其能够相对于所述天线(1、2)机械位移，以调节所述天线和所述电感耦合设备之间的所述磁通量。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2012.01.17 EP 12151337.8;2012.01.17 US 61/587,3751. 一种双谐振或多谐振RF/MR发射和/或接收天线，其特征在于：所述天线（1、2)借 助形式为至少一个环路或线圈（L1、L2)的电感耦合设备与RF/MR发射和/或接收信道电感 耦合，所述电感耦合设备相对于所述天线被设定尺度和/或被定位，使得通过两者之间所 得的磁通量，所述天线被调谐并被阻抗匹配到所连接的RF/MR发射和/或接收信道，其中， 所述至少一个环路或线圈（L1、L2)被布置使得其能够相对于所述天线（1、2)机械位移，以 调节所述天线和所述电感耦合设备之间的所述磁通量。2. 根据权利要求1所述的RF/MR发射和/或接收天线，其中，所述电感耦合设备被实 现为第一线圈（L1)和第二线圈（L2)的形式，其中，所述第一线圈（L1)与所述RF/MR发射 /接收信道连接，所述第二线圈（L2)与所述天线（1、2)连接，其中，两个线圈（L1、L2)被布 置使得它们彼此电感耦合。3. 根据权利要求3所述的RF/MR发射和/或接收天线，其中，所述第一线圈（L1)被布 置使得其能够相对于所述第二线圈（L2)位移，以调节两者之间的所述磁通量。4. 一种双谐振或多谐振RF/MR发射和/或接收天线，其特征在于：所述天线（1、2)借 助形式为至少一个环路或线圈（L1、L2)的电感耦合设备与RF/MR发射和/或接收信道电感 耦合，所述电感耦合设备相对于所述天线被设定尺度和/或被定位，使得通过两者之间所 得的磁通量，所述天线被调谐并被阻抗匹配到所连接的RF/MR发射和/或接收信道，其中， 所述至少一个环路或线圈（LI、L2)被布置使得能够通过电子方式改变所述天线和所述电 感耦合设备之间的所述磁通量。5. 根据权利要求4所述的RF/MR发射和/或接收天线，其中，所述电感耦合设备包括具 有多个绕组的线圈（L1)，所述绕组具有一个或多个抽头，所述抽头每个都借助二极管（D1、 D2、…）与所述线圈的端子之一连接，其中，所述二极管被选择使得能够通过施加相关...

【专利技术属性】
技术研发人员：C·洛斯勒，P·马祖尔凯维特兹，J·库普，
申请(专利权)人：皇家飞利浦有限公司，
类型：发明
国别省市：荷兰;NL