体部/头部线圈切换方法、功率放大器组件和MRI系统技术方案

本发明专利技术名称为“体部/头部线圈切换方法、功率放大器组件和MRI系统”。本发明专利技术提供了体部/头部线圈切换方法、功率放大器组件和MRI系统。该核磁共振成像系统包括体部线圈、头部线圈以及功率放大器组件。该功率放大器组件包括：多组功率放大器，每组功率放大器包括由Wilkinson电路合并在一起的多路功率放大器；合并器，用于合并来自该多组功率放大器的信号并将其连接到体部线圈，第一开关装置，其一端保持接地；第二开关装置，串联在一个Wilkinson电路的电阻支路中；以及1/4波长传输线，位于第二开关装置与头部线圈之间。该方法包括通过设置第一开关装置和第二开关装置的状态，使功率放大器组件连接到体部线圈或头部线圈。根据本发明专利技术，能够大幅提高功率效率，同时能够节省成本。

【技术实现步骤摘要】
体部/头部线圈切换方法、功率放大器组件和MRI系统
本专利技术一般地涉及核磁共振领域，并且更特别地涉及核磁共振中的体部/头部线圈切换。
技术介绍
目前核磁共振技术在医疗领域得到了广泛的应用。磁共振成像(MRI)又称核磁共振成像(NMRI)，是利用原子核在磁场内共振而产生影响的一种诊断方法。其基本原理是利用原子核的固有特性，以及磁场的相互作用来构成图像。与人体组织密切相关的一类原子核，在外界射频(RF)场的作用下产生磁共振信号，与磁共振有关的一组参数可以用来作为成像的变量。射频线圈是MRI系统的一个重要组成部分，所有的磁共振扫描检查都要借助线圈来完成。其功能是发射射频脉冲、接收MRI信号，是MRI系统成像的一个重要环节。射频线圈根据结构及检查目的的不同可分为头部线圈，体部线圈等。在实践中，由于检查部位的不同、病变范围的大小、检查目的的不同，需要在不同的射频线圈之间进行切换，从而提高MRI检查的图像质量，提高MRI检查的诊断符合率，扩大MRI检查的应用范围。在磁共振成像设备中，功率放大器(PA)是其重要部件之一。PA消耗电源功率并输出RF功率。当分别与体部线圈或头部线圈连接时，RFPA输出不同的功率电平。对于现有技术的MRPA设计，有两种方法来实现这一点。第一种PA设计利用6路并联来达到体部线圈要求，并在连接到某些其他线圈时切换到头部线圈。然而，这种方法的缺点在于当与头部线圈连接时效率较低。第二种PA设计利用6路并联来达到体部线圈要求，并设计独立的另一路用于头部线圈连接。然而，这种方法的缺点在于成本太高。因此，在本领域中需要一种既能够提高效率又能够降低成本的新的PA设计。
技术实现思路
为实现上述目的，本专利技术提供了一种用于在核磁共振成像系统中实现体部线圈与头部线圈之间的切换的方法，其中该核磁共振成像系统包括体部线圈、头部线圈以及功率放大器组件，并且其中：该功率放大器组件包括：多组功率放大器，每组功率放大器包括由Wilkinson电路合并在一起的多路功率放大器；合并器，用于合并来自该多组功率放大器的信号并将其连接到体部线圈，第一开关装置，其一端保持接地；第二开关装置，串联在一个Wilkinson电路的电阻支路中；以及1/4波长传输线，位于第二开关装置与头部线圈之间，该方法包括步骤：通过设置第一开关装置和第二开关装置的状态，使功率放大器组件连接到体部线圈或头部线圈。本专利技术还提供了一种用于核磁共振成像系统中的功率放大器组件，其中该核磁共振成像系统包括体部线圈、头部线圈以及该功率放大器组件，该功率放大器组件包括：多组功率放大器，每组功率放大器包括由Wilkinson电路合并在一起的多路功率放大器；合并器，用于合并来自该多组功率放大器的信号并将其连接到体部线圈，第一开关装置，其一端保持接地；第二开关装置，串联在一个Wilkinson电路的电阻支路中；以及1/4波长传输线，位于第二开关装置与头部线圈之间，其中通过设置第一开关装置和第二开关装置的状态，使功率放大器组件连接到体部线圈或头部线圈。本专利技术还提供了一种包括上述功率放大器组件的核磁共振成像系统。根据本专利技术，能够大幅提高功率效率，同时能够节省成本。附图说明根据下文中参考附图而进行的详细描述，本专利技术的上述和其他的目的和特征将变得明显，其中：图1是现有技术的PA设计100的示意性电路图；图2是根据本专利技术的PA设计200的示意性电路图；图3是用于对图2的PA设计200进行仿真的仿真电路300的示意性电路图；图4是图3的仿真电路针对体部模式所产生的仿真结果；并且图5是图3的仿真电路针对头部模式所产生的仿真结果。在这些附图中，使用相同的参考标号来表示相同或相似的部分。具体实施方式下面结合附图和具体实施例对本专利技术进行进一步说明。为简单起见，以下描述中主要给出实现本专利技术所必需的技术特征，而省略了本领域技术人员公知的某些技术特征。贯穿整个附图，TL1-TL12表示1/4波长传输线，TP1-TP3代表连接点，Tee1-Tee3代表用于连接的微带线，是不同支路的微带线连接处，R1-R3代表电阻，freq代表频率。图1是现有技术的PA设计100的示意性电路图。在图1中，两路PA(例如PA5和PA6)通过二合一Wilkinson(成尔金森)电路110合并在一起，三组这样的两路PA(例如PA1和PA2、PA3和PA4、PA5和PA6)通过三合一合并器120合并在一起。因此，总共有6路PA并联在一起来达到系统要求。这种设计对应于“
技术介绍
”部分描述的第一种方法，其利用6路并联来达到体部线圈要求，并在连接到某些其他线圈时切换到头部线圈。这种方法的缺点在于当与头部线圈连接时效率较低。图2是根据本专利技术的PA设计200的示意图。图2中的PA设计200在图1的PA设计100的基础上引入了两个SPDT(单刀双掷)开关SWITCH1和SWITCH2以及一条1/4波长传输线TL6。核磁共振成像系统包括体部线圈、头部线圈以及PA组件200。应当注意，核磁共振成像系统还包括某些其他组件，但这里仅对对于本专利技术的实现而言必需的那些组件进行描述。PA组件200可以包括3组PA，每组PA包括由二合一Wilkinson电路220合并在一起的两路PA。应当注意，图2中所示的3组PA只是示意性的，实际的PA组件可以根据需要具有不同组数的PA。此外，图2所示的二合一Wilkinson电路220也是示意性的，实际的Wilkinson电路220可以根据需要合并不同数量的多路PA。PA组件200还可以包括合并器210，用于合并来自该3组PA的信号并将其连接到体部线圈。PA组件200还可以包括第一开关装置SWITCH1，其一端可以保持接地，如图2所示。PA组件200还可以包括第二开关装置SWITCH2，其可以串联在一个Wilkinson电路220的电阻支路中，如图2所示。PA组件200还可以包括1/4波长传输线TL6，其可以位于第二开关装置SWITCH2与头部线圈之间，如图2所示。本专利技术的切换方法可以包括通过设置第一开关装置SWITCH1和第二开关装置SWITCH2的状态，使PA组件200连接到体部线圈或头部线圈。首先描述图2中的体部线圈工作状态。当SPDT开关装置SWITCH1和SWITCH2的状态(State)都设置为“1”时，意味着TP2接地，SWITCH2与TP3连接。因为TP2接地，从TP3看Term4(参见图3)将是具有1/4波长变换理论的开路。此时，图2的PA设计200如同图1中的PA设计100那样工作。信号从PA流入Term1(参见图3)并用于体部线圈。其次描述图2中的头部线圈工作状态。当SPDT开关装置SWITCH1和SWITCH2的状态(state)都设置为“0”时，意味着TP1接地，SWITCH2连接到开路并且TP3与100欧的平衡电阻R1断开。因为TP1接地，从TP3看Term1将是具有1/4波长变换理论的开路，这意味着TP3只通过1/4波长变换传输线与Term4连接。因此，信号从PA流入Term4(参见图3)并用于头部线圈。由于SWITCH1只通过1/4波长变换传输线接地，因此理论上没有任何功率流入其中，而SWITCH2只连接到开路和平衡电阻R1，因此，基于以上分析，只有少量功率流入其中。因此，相对于“本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于在核磁共振成像系统中实现体部线圈与头部线圈之间的切换的方法，其中所述核磁共振成像系统包括所述体部线圈、头部线圈以及功率放大器组件，并且其中：所述功率放大器组件包括：多组功率放大器，每组功率放大器包括由Wilkinson电路合并在一起的多路功率放大器；合并器，用于合并来自所述多组功率放大器的信号并将其连接到所述体部线圈，第一开关装置，其一端保持接地；第二开关装置，串联在一个所述Wilkinson电路的电阻支路中；以及1/4波长传输线，位于所述第二开关装置与所述头部线圈之间，所述方法包括步骤：通过设置所述第一开关装置和所述第二开关装置的状态，使所述功率放大器组件连接到体部线圈或头部线圈。

【技术特征摘要】
1.一种用于在核磁共振成像系统中实现体部线圈与头部线圈之间的切换的方法，其中所述核磁共振成像系统包括所述体部线圈、头部线圈以及功率放大器组件，并且其中：所述功率放大器组件包括：多组功率放大器，每组功率放大器包括由Wilkinson电路合并在一起的多路功率放大器；合并器，用于合并来自所述多组功率放大器的信号并将其连接到所述体部线圈，第一开关装置，其一端保持接地；第二开关装置，串联在一个所述Wilkinson电路的电阻支路中；以及1/4波长传输线，位于所述第二开关装置与所述头部线圈之间，所述方法包括步骤：通过设置所述第一开关装置和所述第二开关装置的状态，使所述功率放大器组件连接到体部线圈或头部线圈。2.根据权利要求1所述的方法，其中：当将所述第一开关装置和所述第二开关装置设置为第一状态时，所述功率放大器组件连接到所述体部线圈，并且其中在所述第一状态中，所述第一开关装置与所述头部线圈和所述1/4波长变换传输线接通在一起从而使得所述头部线圈和所述1/4波长变换传输线接地，所述第二开关装置的工作状态使得所述电阻支路中的电阻接入到所述Wilkinson电路；并且当将所述第一开关装置和所述第二开关装置设置为第二状态时，所述功率放大器组件连接到所述头部线圈，并且其中在所述第二状态中，所述第一开关装置与所述Wilkinson电路中的功率放大器支路的一端接通在一起从而使得该端接地，该功率放大器支路与第二开关装置连接，该端不与所述与第二开关装置相连，所述第二开关装置为开路从而使所述电阻支路中的所述电阻置于开路状态。3.一种用于核磁共振...

【专利技术属性】
技术研发人员：邢昊洋，刘渝，廖安谋，王凯，赵晨星，彭奇斌，
申请(专利权)人：GE医疗系统环球技术有限公司，
类型：发明
国别省市：