CN101153897B

CN101153897B - 磁共振设备的高频发射装置

Info

Publication number: CN101153897B
Application number: CN2007101531671A
Authority: CN
Inventors: 于尔根·尼斯特勒; 威尔弗里德·施内尔
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 2006-09-28
Filing date: 2007-09-28
Publication date: 2012-11-28
Anticipated expiration: 2027-09-28
Also published as: DE102006046044B4; US20080079430A1; DE102006046044A1; US7683622B2; CN101153897A

Abstract

本发明涉及一种用于产生B1场的MR设备的高频发射装置，其具有产生结果B1场的第一部分的第一天线装置；至少一个天线插入件，该天线插入件产生该结果B1场的第二部分，使得所生成的B1场由该第一天线装置和该至少一个天线插入件产生。

Description

磁共振设备的高频发射装置

技术领域

本发明涉及一种用于产生B1场的磁共振设备的高频发射装置。

背景技术

借助于磁共振断层造影可以产生人体任意断面的断层图像，为此在尽可能均匀的恒定基磁场(也称为B0场)中激励检查对象的磁化。为了激励由核自旋引起的磁化利用高频天线将高频脉冲射入到检查对象体内。高频脉冲的磁通密度通常被称为B1场。大多数情况下核共振激励所需的高频脉冲的信息数字化地以复数序列的形式由控制电子装置提供。其由调制器和HF功率放大器传输到发射天线。

传统的磁共振设备只具有应该产生尽可能均匀B1场的整体天线。因为在MR设备中被检查的患者的组织是可导电的，因此感应电流使本身均匀的B1场分布改变。而所激励的B1场的场强在时间和空间上的波动导致所接收的MR信号的变化，这造成所显示的MR图像的图像强度出现所不希望的变化。B1场幅值的不均匀的空间分布例如导致所不希望的图像对比度与位置的相关性。出于该原因具有多信道的发射装置是人们所追求的，这些发射装置分别具有不同的磁场分布，从而通过不同磁场的叠加可以产生基本上均匀的B1场。DE 102004053777A1公开了一种此类具有多信道的发射装置。

另外，已开发出了一些新的拍摄技术，其中同时利用由多个天线产生的不同B 1场特性。也出于该原因而期望采用可以产生不同的磁场分布的高频发射天线。

通常在传统的磁共振设备中只安装仅能够产生优选均匀的磁场分布的整体天线。因此使用具有内装整体天线的MR设备的使用者可以运用实施多个信道的方式，也就是说，给高频发射装置后装多个信道。这使得花费的成本和时间是极其高的。

文献DE10109489A1公开了一种具有静态磁场和用于产生与该静态磁场垂直的在两个共振频率下的交变磁场的装置的自旋共振设备。通过下述方式获得此类装置，即，将两个自旋共振设备相互套装，在这种情况下第一个自旋共振设备具有两个相互正交的电磁固有振荡，以及在第二个自旋共振设备中不允许存在固有振荡，从而使得所存留的固有振荡与所述第一个自旋共振设备同相地振荡。在此，两个相互包围的共振器通过其交变磁场感应式地和通过其交变电场电容式地耦合，在这种情况下产生组合的固有振荡。

发明内容

因此，本发明要解决的技术问题在于，提供一种高频发射天线装置，利用它可以以简单的方式产生不同的磁场分布或模式。

上述技术问题按照本发明通过一种用于产生B1场的MR设备的高频发射装置得以解决。

按照本发明的第一方面提供了一种MR设备中的高频发射装置，其产生结果B 1场。该高频发射装置具有产生该结果B1场的第一部分的第一天线装置。另外设有天线插入件，该天线插入件产生该结果B1场的第二部分，使得所生成的B1场由该第一天线装置和该至少一个天线插入件产生，该高频发射装置产生N种模式，其中所述第一天线装置产生基本模式，而所述天线插入件产生其余的N-1种模式，其特征在于，所述第一天线装置为集成到MR设备中的整体天线，以及由该第一天线装置产生的模式与由所述天线插入件产生的模式正交，从而减小该第一天线装置与所述天线插入件之间的耦合。

在一种优选的实施方式中，所述第一天线装置为集成到MR设备中的整体天线。按照本发明已经装入到MR设备中的整体天线可以为多信道发射天线的一部分。该天线装置可以是单信道的天线。

按照本发明的一种实施方式，该高频发射装置可以产生N种模式。其中所述整体天线产生基本模式，同时所述天线插入件产生其余N-1种模式。在本申请中模式一般理解为通过一个天线单元发射的磁场在空间上的磁场分布，该磁场通过在发射空间内的每个位置上的磁场振幅及相位确定。在此优选，每个模式具有不同的空间磁场分布。由所述整体天线产生的基本模式例如可以是具有一致的极化的空间上基本均匀的磁场分布。

优选，由所述整体天线产生的磁场和由所述天线插入件产生的磁场具有相同频率。所产生的模式为圆极化的。当所发射的基本模式能够具有基本上均匀的磁场分布时，更高的不同模式的磁场分布优选为非均匀的。所述更高模式的这种非均匀性是期望的并且对于在多信道发射装置中的应用是需要的。

按照本发明一种优选的实施方式，由所述整体天线产生的模式与由所述天线插入件产生的模式正交。如果采用多个在空间上相互邻近的高频发射装置，则可能会出现这样的问题，即，它们通过感应效应相互耦合，从而使它们相互间的功率消耗明显增大。在采用正交模式时在很大程度上排除了该问题。相应地在整体天线与天线插入件之间几乎不出现耦合。有关正交模式的应用在DE 102004053777A1中已有详细的记载。对于提供这种正交模式的情况可具体参考这篇公开文献。

在此不强行要求天线插入件的场区与整体天线的场区相互垂直。在此利用正交模式仅表明，所实现的场结构不相互耦合。

应用正交模式的一个优点还在于，能够取消在装入天线插入件时可能需要的调整工作。在装入天线插入件时和在利用已存在的整体天线时为了减小这两个发射装置之间的交互作用会需要这种调整工作。

按照另一种实施方式，所述天线插入件可拆卸地与MR设备连接并且不是固定地装入到MR设备中。在可拆卸地安置所述天线插入件时，该天线插入件例如可拆卸地与患者检查床连接。在该实施方式中可以将天线插入件与患者检查床一起移动到MR设备中。这种与患者检查床的可拆卸式连接尤其可以实现如上文已述及的，采用正交模式，因为在这种情况下不需要使各发射装置相互协调，从而在不会导致整体天线与天线插入件之间的交互作用加剧的情况下将天线插入件方便地移入到MR设备中。

按照本发明另一种实施方式，所述天线插入件对于每种模式都具有一个馈送导线。通过该馈送导线向天线插入件提供所需要的HF脉冲。

按照本发明的另一方面，提供了一种通过多信道的高频发射装置产生MR设备的B 1场的方法，其中，通过磁共振设备的单信道的整体天线产生所述B1场的第一部分。通过天线插入件产生所述B1场的第二部分，使得结果B1场由该整体天线和该天线插入件产生，该高频发射装置产生N种模式，其中所述整体天线产生基本模式，而所述天线插入件产生其余的N-1种模式，其特征在于，由所述整体天线产生的模式与由所述天线插入件产生的模式正交，从而减小该整体天线与所述天线插入件之间的耦合。如上文已述及的，有利的是，所述B1场的由整体天线产生的部分与由所述天线插入件产生的第二部分正交。

附图说明

下面借助附图对本发明予以详细阐述。附图中：

图1示出具有集成的整体天线的MR设备的简略横剖视图；

图2以侧视图示出整体天线和位于其中的天线插入件；

图3示出由整体天线和天线插入件组成的高频发射装置的正视图；

图4示出MR设备的透视图，其中天线插入件与患者检查床一起移动。

具体实施方式

在图1中简略地以横剖视图示出一台MR设备10。如普遍公知的那样，该MR设备10具有一个孔洞11，可以将患者检查床连同位于其上的(未示出的)要检查的人一起移入到该孔洞中。MR设备的工作方式是普遍公知的，所以在此不作详细阐述。另外为了激励磁化在图1中还采用了整体天线13，该整体天线集成在MR设备中并且在检查腔内产生均匀的B1场。“整体天线”的概念在本文中意味着，它通常涉及安装在MR设备内的天线。如果要在图1所示的MR设备中建立多信道的发射装置，则必须要更换该整体天线。但是按照本发明可以将在图2中示出的该整体天线13与在图2中示出的天线插入件14一起使用。该天线插入件14具有多个可单独控制的天线元件15。在图示的情况下天线插入件14也表示所谓的鸟笼式谐振器，它例如具有八个围绕对称轴相互平行地设置并围成一个发射空间的天线元件15。当然天线插入件14也可以具有或多或少的天线元件。通过以B1场规定的幅值和相位对各天线元件的控制可以产生通过天线插入件14的不同模式或磁场分布。整体天线13同样可以设计为鸟笼式谐振器。

按照本发明的一种优选的实施方式，由整体天线13产生的B1场与该B1场的通过天线元件15产生的分量正交，从而最大程度地避免了两个天线构件13和14之间的耦合。

图3以正视图示出高频发射装置的两个组成部分，从中可以看出，两个天线组成部分，即整体天线13和天线插入件14相对于检查中心16同心地设置。天线插入件14和整体天线13现在例如可以这样使用，即便在要检查的人不存在的情况下也能够在发射装置内部的区域中产生尽可能均匀的B1场。为此例如这样控制天线插入件14，使得由整体天线13在检查区域内引起的B1场的非均匀性尽可能通过由天线元件15产生的B 1场得以补偿。例如在上面所提到的DE102004053777A1中已详细地记载了，如何通过多模天线达到尽可能均匀的B1场分布，对此可参考该德国专利申请。

在一种实施方式中，所述天线插入件对应于每个天线元件15具有一个馈送信道，其中一个未示出的放大器将幅值和相位值馈送到各馈送信道中。

在另一种不同的实施方式中还可以设想，只是整体天线具有HF放大器，同时整体天线13感应地与天线插入件14的天线元件15耦合。在这种情况下这样控制整体天线，使得由整体天线产生的B1场激励天线插入件14，而该天线插入件又发射一个另外的B1场分量，从而总体上产生尽可能均匀的B1场。然而在这种情况下两个天线组成部分产生的模式可能不是正交的，因为希望整体天线13与天线插入件14之间耦合。

在本发明的一种实施方式中，天线插入件可固定地集成在MR设备中。

另一方面如图4所示，天线插入件14可以不固定地集成在MR设备10中。如果天线的两个部分通过采用正交的模式去耦合，则天线插入件14也可以可运动地与MR设备耦合连接。例如天线插入件14可以以安装在患者检查床上的插入件的形式被置入到MR设备10的孔洞11中。如果将未示出的患者连同患者检查床一起移动到磁铁中心，则可以以简单的方式将仅具有一个整体天线13的MR设备用作多信道的高频发射装置，而不需要为此采取费事的内装措施。

通过图4所示的例子可以根据对多信道发射装置的需要而采用可方便地一起移入到基磁场中的天线插入件。如果两个天线采用正交模式，则可以取消费时地使这两个天线去耦合。如本申请所示出的那样，一个已装入到MR设备中的整体天线可以构成多信道发射装置的一部分，同时另一些信道由所谓的天线插入件补充。不需要通过特别设计的多信道天线来替代已存在的天线，这明显地降低了将MR设备扩充为具有多信道发射装置的设备的改造成本。

Claims

1.一种用于产生结果B1场的MR设备的高频发射装置，其具有：

产生该结果B1场的第一部分的第一天线装置；

至少一个天线插入件，该天线插入件产生该结果B1场的第二部分，使得该结果B1场由该第一天线装置和该至少一个天线插入件产生，该高频发射装置产生N种模式，其中所述第一天线装置产生基本模式，而所述天线插入件产生其余的N-1种模式，其特征在于，所述第一天线装置为集成到MR设备中的整体天线，以及由该第一天线装置产生的模式与由所述天线插入件产生的模式正交，从而减小该第一天线装置与所述天线插入件之间的耦合。

2.如权利要求1所述的高频发射装置，其特征在于，所述天线插入件固定地集成在MR设备中。

3.如权利要求1所述的高频发射装置，其特征在于，所述天线插入件可拆卸地与MR设备连接。

4.如权利要求3所述的高频发射装置，其特征在于，所述天线插入件可拆卸地安装在患者检查床上并且可以与该患者检查床一起移动到MR设备中。

5.如权利要求1至4中任一项所述的高频发射装置，其特征在于，所述天线插入件对于每种模式都具有一个馈送导线。

6.一种通过多信道的高频发射装置产生MR设备的B1场的方法，具有以下步骤：

通过磁共振设备的第一整体天线产生所述B1场的第一部分；

通过天线插入件产生所述B1场的第二部分，使得所生成的B1场由该整体天线和该天线插入件产生，该高频发射装置产生N种模式，其中所述整体天线产生基本模式，而所述天线插入件产生其余的N-1种模式，其特征在于，由所述整体天线产生的模式与由所述天线插入件产生的模式正交，从而减小该整体天线与所述天线插入件之间的耦合。