CN102788962A - 磁共振系统的射频线圈源选择方法和装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种基于移动窗法的磁共振成像系统中射频线圈源的输入选择装置，包括：按照预定方式同时接入至少一个线圈；根据各线圈的位置将各线圈与相应预定的线圈接入连接器连接，线圈接入连接器的另一端与射频选择开关相连；线圈的内部单元按照从左到右的顺序与线圈接入连接器内的通道相对应；并且如果内部单元数小于等于通道数，则线圈与接入连接器一对一连接；如果单元数大于通道数，则将单元分与两个或多个相邻的线圈接入连接器相连接。本发明能够根据磁体FOV窗的位置来选择要输出的射频信号，最大限度的减少射频电缆的路数和后续设备的路数，降低系统成本及复杂度。

Description

磁共振系统的射频线圈源选择方法和装置

技术领域

本发明涉及磁共振成象技术领域，更为具体地，涉及一种基于移动窗法的磁共振系统的射频线圈源选择的方法和装置。 

背景技术

在磁共振成像体统中，人在进行磁共振扫描时，要分部位进行，大致可分为头部、颈部、体部以及腿部，这些部位有各自对应的线圈。其中，体部一般分为三个部分：上体、下体以及脊椎部分，其中脊椎线圈多数是埋在床体上。在进行磁共振扫描时，首先需要对扫描部位进行定位，若需扫描多个部位，则操作人员需来回进出床体更换线圈，然后再重新定位扫描，过程繁琐且浪费时间。 

为了满足临床需要，在具体的应用过程中，磁共振成像系统可允许多个线圈同时接入，而目前的接收线圈多为线圈阵列，每个线圈都具有多个单元，射频信号需要能够通过每个线圈的每个单元发射出去，这时就需提供大量的射频通道。 

以一个16路射频通道的磁共振成像系统为例，磁共振成像系统提供了8个8单元的射频信号连接器，最多允许64路的射频信号接入接收线圈通道选择器中，经过接收线圈通道选择后输出16路射频信号到达成像设备，则此时接收线圈通道选择器的复杂程度是64X16，这使得系统的线路非常复杂，成本也非常高。 

发明内容

鉴于上述问题，为了降低磁共振系统的复杂性以及系统的成本，本发明提供一种磁共振系统的射频线圈源选择方法和装置。 

根据本发明的一个方面，提供了一种磁共振系统的射频线圈源选择方法，包括： 

按照预定方式同时接入至少一个线圈； 

根据各线圈的位置将各线圈与相应预定的线圈接入连接器连接，所述线圈接入连接器的另一端与射频选择开关相连；其中， 

每个所述射频选择开关均包括一个输出端和至少一个输入端，所述射频选择开关用于从其输入端的接收信号中选择一路从其输出端输出；以及， 

所述线圈的内部单元按照从左到右的顺序与所述线圈接入连接器内的通道相对应；并且 

如果所述线圈的内部单元数小于等于所述线圈接入连接器内的通道数，则一个所述线圈与一个所述线圈接入连接器相连接；如果所述线圈的单元数大于线圈接入连接器内的通道数，则将所述线圈的单元分与两个或多个相邻的线圈接入连接器相连接。 

其中，优选的方案是，所述线圈的内部单元包括上部线圈单元和下部线圈单元； 

如果上部线圈单元和下部线圈单元同属一个线圈，则在用线圈接收单元填充射频线圈源的选择装置时按线圈单元从左到右的顺序依次填充；如果上部线圈单元和下部线圈分属两个不同的线圈，则在用线圈接收单元填充射频线圈源的选择装置时按两个线圈单元从左到右的顺序依次交替填充。 

根据本发明的另一方面，提供了一种磁共振系统的射频线圈源选择装置，包括至少一个线圈、射频选择开关和线圈接入连接器，其中， 

所述线圈按照预定方式同时接入； 

所述线圈接入连接器根据各线圈的位置与相应的线圈连接，所述线圈接入连接器的另一端与射频选择开关相连；其中， 

每个所述射频选择开关均包括一个输出端和至少一个输入端，所述射频选择开关用于从其输入端的接收信号中选择一路从其输出端输出；以及 

所述线圈的内部单元按照从左到右的顺序与所述线圈接入连接器内的通道相对应；并且， 

如果所述线圈的内部单元数小于等于所述线圈接入连接器内的通道数，则一个所述线圈与一个所述线圈接入连接器相连接；如果所述线圈的单元数大于线圈接入连接器内的通道数，则将所述线圈的单元分与两个或多个相邻的线圈接入连接器相连接。 

本发明将磁体的FOV看成一个可以移动的窗体，将连接了各种线圈的人体看成一个固定的多通道连续排列的通道列，并将通道按一定的规律连接到射频线圈源选择装置的输入端。在磁共振成像系统中，磁体所提供的FOV的大小是有限的，因而同时落入FOV窗内的线圈也是有数的，随着床体移动，落入窗内的线圈也随之改变，进而选择落入FOV窗的通道作为射频线圈源选择装置的输出通道。 

因此，利用上述根据本发明的磁共振系统的射频线圈源选择方法及装置，可以根据磁体FOV窗的位置来选择要输出的射频信号，最大限度的减少射频电缆的路数和后续设备的路数，降低系统成本及复杂度。 

为了实现上述以及相关目的，本发明的一个或多个方面包括后面将详细说明并在权利要求中特别指出的特征。下面的说明以及附图详细说明了本发明的某些示例性方面。然而，这些方面指示的仅仅是可使用本发明的原理的各种方式中的一些方式。此外，本发明旨在包括所有这些方面以及它们的等同物。 

附图说明

通过参考以下结合附图的说明及权利要求书的内容，并且随着对本发明的更全面理解，本发明的其它目的及结果将更加明白及易于理解。在附图中： 

图1为根据本发明实施例的磁共振系统的射频线圈源选择方法的流程图； 

图2为本发明实施例中的接收线圈结构示意图； 

图3为本发明实施例中的接收线圈与线圈接入连接器的对应关系示意图； 

图4为本发明实施例中一种线圈单元排列示意图； 

图5为本发明实施例中另一种接收线圈与线圈接入连接器的对应关系示意图； 

图6为本发明实施例中另一种线圈单元排列示意图； 

图7为本发明实施例中再一种线圈单元排列示意图； 

图8为本发明实施例中再一种接收线圈与线圈接入连接器的对应关系示意图； 

图9为本发明实施例中又一种线圈单元排列示意图； 

图10为本发明实施例中一种FOV窗及线圈单元排列示意图； 

图11为本发明实施例中另一种FOV窗及线圈单元排列示意图； 

图12为根据本发明实施例的磁共振系统的射频线圈源选择装置的逻辑结构示意图。 

在所有附图中相同的标号指示相似或相应的特征或功能。 

具体实施方式

以下将结合附图对本发明的具体实施例进行详细描述。 

为了最大限度的减少射频电缆的路数和后续设备的路数，降低磁共振系统的成本及复杂度，在本发明中，将磁体的FOV（Field of View，视野）看成一个可以移动的窗体，将连接了各种线圈的人体看成一个固定的多通道连续排列的通道列，并将通道按一定的规律连接到射频线圈源选择装置的输入端。该规律根据具体实现方式而定，如下面的具体实施例中，有采用多个4选1选择器作为选择开关的，有3选1选择器的，还有8选1的，它们的连接方式不同，连接规律在表格中体现。另外还可以选择直接用多选多（如64选16的）来实现射频选择开关，那样连接最为简便。 

在磁共振成像系统中，磁体所提供的FOV的大小是有限的，因而同时落入FOV窗内的线圈也是有数的，随着床体移动，落入窗内的线圈也随之改变，进而选择落入FOV窗的通道作为射频线圈源选择装置的输出通道。 

在磁共振系统中，由于线圈是被固定在人体的特定部位以接收磁体发出的射频信号的器件，因此，在以下的表述中，线圈也被称之为“接收线圈”，一个接收线圈多数为多通道的，由多个线圈单元组成（一个单元即一个通道）；其内部的每个单元独立工作互不干扰。 

另外，需要说明的是，本发明中采用的线圈接入连接器是用于一端与接收线圈相连接另一端与射频选择开关相连接的器件，射频选择开关又被称为输入选择器，多个的射频选择开关组成一个射频线圈源的选择装置。 

图1示出了根据本发明实施例的磁共振系统的射频线圈源选择方法的流程图。 

如图1所示，本发明提供的磁共振系统的射频线圈源选择方法，包括如下步骤： 

S110：按照预定方式同时接入至少一个线圈； 

S120：根据各线圈的位置将各线圈与相应预定的线圈接入连接器连接，线圈接入连接器的另一端与射频选择开关相连；其中， 

每个射频选择开关均包括一个输出端和至少一个输入端，射频选择开关用于从其输入端的接收信号中选择一路从其输出端输出；以及， 

线圈的内部单元按照从左到右的顺序与线圈接入连接器内的通道相对应；并且如果线圈的内部单元数小于等于线圈接入连接器内的通道数，则一个线圈与一个线圈接入连接器相连接；如果线圈的单元数大于线圈接入连接器内的通道数，则将线圈的单元分与两个或多个相邻的线圈接入连接器相连接，如果前一个线圈接入连接器的连接端被占满，则剩下线圈单元连接后一个线圈接入连接器。 

这样，就可以将磁体的FOV看成一个可以移动的窗，在进行磁共振扫描时，如需扫描多个人体部位，可事先将多个线圈都连接好，根据要扫的部位来选择要输出的射频信号，扫完一个部位后无需再次定位，直接移动床体将下个部位移入FOV中心，选择要输出的射频信号，完成后续部位的扫描，从而实现根据磁体FOV窗的位置来选择要输出的射频信号的目的，最大限度的减少射频电缆的路数和后续设备的路数，降低系统成本及复杂度。 

图2示出了根据本发明实施例一的磁共振系统中一种接收线圈的结构示意图。 

如图2所示，本实施例一中的磁共振系统中有如下六个接收线圈（Coil），这六个接收线圈按照图2所示的位置摆放。其中线圈Coil0~Coil3内各有8个单元、线圈Coil4内有16个单元。磁共振系统内的线圈接入连接器均为8通道设计。 

首先将各线圈按其位置与其约定的线圈接入连接器连接。其中线圈Coil0~Coil3内的单元数均等于线圈接入连接器的通道数，所以它们每一个接收线圈分别与一个线圈接入连接器相连接；线圈Coil6的单元数大于线圈接入连接器的通道数，由于线圈Coil6内的单元为左右顺序排列，所以将线圈Coil6内的单元左右均分后分别与两个相邻的线圈接入连接器相连接；线圈Coil4的单元数也大于线圈接入连接器的通道数，由于线圈Coil4内的单元为上下两排 排列，所以将线圈Coil4内的单元按上下位置区分后分别与两个相邻的线圈接入连接器相连接。 

图3示出了根据本发明实施例一的接收线圈与线圈接入连接器连接后的对应关系。如图3所示，线圈接入连接器内的通道标识定义如下表1所示，其中线圈内的单元从左到右与线圈接入连接器内的通道对应。 

表1 

根据图3的对应关系以及上表1给出的标识定义，线圈内的单元排列如图4所示。 

在本发明提供的磁共振系统中，射频选择开关的数量由谱仪提供的RF（Radio Frequency，射频）接收通道的容量决定。在上述实施例一中，如果谱仪提供的RF接收通道容量为16，则射频选择开关的数量也为16。 

同时，接收线圈的结构决定接收线圈单元与射频选择开关的输入端的连接方式。如果上部线圈单元和下部线圈单元同属一个线圈，则在用线圈接收单元填充射频线圈源的选择装置时按线圈单元从左到右的顺序依次填充；若上部线圈单元和下部线圈分属两个不同线圈，则在用线圈接收单元填充射频线圈源的选择装置时按两个线圈单元从左到右的顺序依次交替填充。针对上面的实施例一，共有线圈单元64个，16个RF输出通道，则需要16个4选1输入选择器，具体的线圈单元在射频选择开关的输入端的连接方式如下表2所示。 

此处，上部线圈单元和下部线圈单元时针对接收线圈的摆放位置而言的，参考图2和3，里面的coil1就是上部线圈单元和下部线圈单元同属一个线圈，coil2、coil 3和coil6之间的上部线圈单元和下部线圈单元则分属于不同线圈。 

表2 

如果上述中线圈Coil4内的单元改变为8个单元的话，则只需一个线圈连接器与之相连接即可。接收线圈与线圈接入连接器连接后的对应关系如图5所示，根据图5的对应关系以及表1给出的标识定义，线圈单元的排列如图6所示。 

在线圈Coil4内的单元改变为8个单元时，共有线圈单元56个，16个RF输出通道，根据当谱仪提供的RF接收通道的容量不变，线圈数量或连接器的数量变化时，变化射频选择开关的输入端的数量的原则，则需要8个4选1输入选择器和8个3选1输入选择器，具体的线圈单元在射频选择开关的输入端的连接方式如下表3所示。 

表3 

由于射频选择开关的数量由谱仪提供的RF接收通道的容量决定，因此，当谱仪提供的RF接收通道的容量变化，线圈数量与连接器的数量不变时，变化射频选择开关的数量且射频选择开关的输入端的数量也一定变化。 

如图4所示线圈单元排列的实施例中，如果谱仪提供的RF接收通道的容量由16个变为8个，则射频选择开关的数量也相应的由16个降为8个，系统的线圈单元不变，线圈连接器内的通道数也仍为8个通道，则射频选择开关的地输入端的数量也相应的由4个增加到8个，具体的线圈单元在射频选择开关的输入端的连接方式如下表4所示。 

表4 

同样，在本发明中，由于射频选择开关的数量由谱仪提供的RF接收通道的容量决定，因此，当谱仪提供的RF接收通道的容量变化，而且线圈数量或连接器的数量也变化时，变化射频选择开关的数量变化，同时射频选择开关的输入端的数量也可能变化。 

如图4所示线圈单元排列的实施例中，谱仪提供的RF接收通道的容量由16个变为8个，则射频选择开关的数量也相应的由16个降为8个。若上述中线圈Coil0~Coil3内的单元都变为4个单元、线圈Coil4和线圈Coil6内的单元改变为8个单元的话，则可将线圈连接器内的通道数更改为4个通道，接收线圈与线圈接入连接器连接后的对应关系还是如图3所示。这时，射频选择开关的数量虽然变为8个，但输入端的数量不变。线圈单元的排列如图7所示。具体的线圈单元在射频选择开关的输入端的连接方式如下表5所示。 

表5 

在上述实施例中，如果线圈连接器内的通道数不改变，仍为8个通道，则接收线圈与线圈接入连接器连接后的对应关系更改为如图8所示。此时，射频选择开关的数量变为8个，但输入端的数量也变为6个，线圈单元排列的示意图如图9所示，具体的线圈单元在射频选择开关的输入端的连接方式如下表6所示。其中1/6in NO.5和6部分是为了使得当系统只连接一个接收线圈时，该线圈可以与任意一个线圈接入连接器相连接而存在的。 

表6 

在上述实施例中，若系统规定线圈只能与规定的线圈连接器相连接，则还可以采用如表7所示的连接方式，没有冗余的采用4选1选择器的射频选择开关的输入端的连接方式。 

表7 

通过上述实施例可以看出，在本发明中，将FOV看成一个固定大小的窗。根据互易定律，将患者床移动、FOV固定的情形，变换为患者床固定、FOV窗移动。如果移入FOV窗内的接收线圈单元的数量小于等于谱仪提供的RF接收通道容量，则射频选择开关的输出通道为落入FOV内的线圈单元。 

现有的通用磁共振成像系统，谱仪提供的RF接收通道的容量为16个，同时连接的线圈有6个。其中线圈Coil0的单元数为8个，线圈Coil1的单元数为4个，线圈Coil2和线圈Coil3的单元数为6个，线圈Coil6的单元数为9个，线圈Coil4的单元数为12个，线圈连接器为8通道连接器。 

这种通用磁共振成像系统中，所有线圈单元都连接后的排列如图10所示，其中，虚框部分代表FOV窗，虚框内的通道代表落入FOV窗内的线圈单元。具体的线圈单元在射频线圈源选择开关的输入端的连接方式如表8所示，其中黄色部分是为了使得当系统只连接一个接收线圈时，该线圈可以与任意一个线圈接入连接器相连接而存在的。 

表8 

在上述实施例中，如果系统规定线圈只能与规定的线圈连接器相连接， 则还可以采用如表9所示，没有冗余的由3选1和2选1选择器组成的射频选择开关的输入端的连接方式。 

表9 

在该实施例中，如图10所示，落入FOV窗内的线圈单元有线圈Coil1的C1C0~C1C3单元，线圈Coil2的C2C0~C2C5单元，线圈Coil6的C6C0~C6C4单元，线圈Coil3的C3C0单元没有完全落入FOV窗内因而不宜选做输出，则一共落入FOV窗内的通道有15个，小于谱仪系统提供的16个射频输出通道，则选择这些线圈单元作为射频选择开关的输出通道，具体射频选择开关输出通道对应的线圈单元如表11所示。 

表10 

本发明中将FOV看成一个固定大小的窗。根据互易定律，将患者床移动、FOV固定的情形，变换为患者床固定、FOV窗移动。如果移入FOV窗内的接收线圈单元的数量大于谱仪提供的RF接收通道容量，则射频选择开关的输出通道由操作大夫在落入FOV内的线圈单元中选择所需的线圈单元。在上述实施例的系统中，FOV窗的大小及位置改变为如图11所示，落入FOV窗内的线圈单元有线圈Coil0的C0C0~C0C7单元，线圈Coil1的C1C0~C1C3单元，线圈Coil2的C2C0~C2C2单元，线圈Coil6的C6C0~C6C1单元，线圈Coil2的C2C3单元和线圈Coil6的C6C2单元没有完全落入FOV窗内因而不宜选做 输出，则一共落入FOV窗内的通道有17个，大于谱仪系统提供的16个射频输出通道，则应在这些线圈单元中根据需要选择16个线圈单元作为射频选择开关的输出通道。若选择线圈Coil0的C0C0~C0C7单元，线圈Coil1的C1C0~C1C3单元，线圈Coil2的C2C0~C2C1单元以及线圈Coil6的C6C0~C6C1单元作为输出，具体射频选择开关输出通道对应的线圈单元如表11所示。 

表11 

通过上述实施例可以看出，本发明将磁体的FOV看成一个可以移动的窗体，将连接了各种线圈的人体看成一个固定的多通道连续排列的通道列，并将通道按一定的规律连接到射频线圈源选择装置的输入端，从而能够跟据磁体FOV窗的位置来选择要输出的射频信号，以最大限度的减少射频电缆的路数和后续设备的路数，降低系统成本及复杂度。 

与上述磁共振系统的射频线圈源选择方法相对应，本发明提供的磁共振系统的射频线圈源选择装置包括至少一个线圈、射频选择开关和线圈接入连接器，其中，线圈按照预定方式同时接入；线圈接入连接器根据各线圈的位置与相应的线圈连接，线圈接入连接器的另一端与射频选择开关相连。 

其中，每个射频选择开关均包括一个输出端和至少一个输入端，射频选择开关用于从其输入端的接收信号中选择一路从其输出端输出；线圈的内部单元按照从左到右的顺序与线圈接入连接器内的通道相对应；并且，如果线圈的内部单元数小于等于线圈接入连接器内的通道数，则一个线圈与一个线圈接入连接器相连接；如果线圈的单元数大于线圈接入连接器内的通道数，则将线圈的单元分与两个或多个相邻的线圈接入连接器相连接。 

图12示出了根据本发明实施例的磁共振系统的射频线圈源选择装置的逻辑结构。如图12所示，CON0～CON7为线圈接入连接器，接入线圈按照预定方式通过这些线圈接入连接器与射频选择开关（RF Coil Element switch）相连，该实施例中的接入连接器均为8通道（8CH），射频选择开关采用为8*8In/16Out的射频选择开关。 

如上参照表格和附图以示例的方式描述了根据本发明的磁共振系统的射频线圈源选择方法和装置。但是，本领域技术人员应当理解，对于上述本发明所提出的磁共振系统的射频线圈源选择方法及装置，还可以在不脱离本发明内容的基础上做出各种改进。因此，本发明的保护范围应当由所附的权利要求书的内容确定。 

Claims (8)

1.一种磁共振系统的射频线圈源选择方法，包括：

按照预定方式同时接入至少一个线圈；

根据各线圈的位置将各线圈与相应预定的线圈接入连接器连接，所述线圈接入连接器的另一端与射频选择开关相连；其中，

每个所述射频选择开关均包括一个输出端和至少一个输入端，所述射频选择开关用于从其输入端的接收信号中选择一路从其输出端输出；以及，

所述线圈的内部单元按照从左到右的顺序与所述线圈接入连接器内的通道相对应；并且

如果所述线圈的内部单元数小于等于所述线圈接入连接器内的通道数，则一个所述线圈与一个所述线圈接入连接器相连接；如果所述线圈的单元数大于线圈接入连接器内的通道数，则将所述线圈的单元分与两个或多个相邻的线圈接入连接器相连接。

2.如权利要求1所述的磁共振系统的射频线圈源选择方法，其中，

所述线圈的内部单元包括上部线圈单元和下部线圈单元；

如果上部线圈单元和下部线圈单元同属一个线圈，则在用线圈接收单元填充射频线圈源的选择装置时按线圈单元从左到右的顺序依次填充；如果上部线圈单元和下部线圈分属两个不同的线圈，则在用线圈接收单元填充射频线圈源的选择装置时按两个线圈单元从左到右的顺序依次交替填充。

3.如权利要求2所述的磁共振系统的射频线圈源选择方法，其中，所述磁共振系统的射频选择开关的数量由谱仪提供的RF接收通道的容量决定。

4.如权利要求3所述的磁共振系统的射频线圈源选择方法，其中，

当谱仪提供的RF接收通道的容量不变、线圈或连接器的数量变化时，变化射频选择开关的输入端数量；

当谱仪提供的RF接收通道的容量变化、线圈与连接器的数量不变时，变化射频选择开关的数量且射频选择开关的输入端的数量也一定变化；

当谱仪提供的RF接收通道的容量变化、而且线圈或连接器的数量也变化时，射频选择开关的数量变化，同时射频选择开关的输入端的数量也可能变化。

5.一种磁共振系统的射频线圈源选择装置，包括至少一个线圈、射频选择开关和线圈接入连接器，其中，

所述线圈按照预定方式同时接入；

所述线圈接入连接器根据各线圈的位置与相应的线圈连接，所述线圈接入连接器的另一端与射频选择开关相连；其中，

每个所述射频选择开关均包括一个输出端和至少一个输入端，所述射频选择开关用于从其输入端的接收信号中选择一路从其输出端输出；以及，

所述线圈的内部单元按照从左到右的顺序与所述线圈接入连接器内的通道相对应；并且

如果所述线圈的内部单元数小于等于所述线圈接入连接器内的通道数，则一个所述线圈与一个所述线圈接入连接器相连接；如果所述线圈的单元数大于线圈接入连接器内的通道数，则将所述线圈的单元分为两个或多个相邻的线圈接入连接器相连接。

6.如权利要求5所述的磁共振系统的射频线圈源选择装置，其中，

所述线圈的内部单元包括上部线圈单元和下部线圈单元；

如果上部线圈单元和下部线圈单元同属一个线圈，则在用线圈接收单元填充射频线圈源选择装置时按线圈单元从左到右的顺序依次填充；如果上部线圈单元和下部线圈分属两个不同的线圈，则在用线圈接收单元填充射频线圈源的选择装置时按两个线圈单元从左到右的顺序依次交替填充。

7.如权利要求6所述的磁共振系统的射频线圈源选择装置，其中，所述射频选择开关的数量由谱仪提供的RF接收通道的容量决定。

8.如权利要求7所述的磁共振系统的射频线圈源选择装置，其中，

当谱仪提供的RF接收通道的容量不变、线圈或连接器的数量变化时，变化射频选择开关的输入端数量；

当谱仪提供的RF接收通道的容量变化、线圈与连接器的数量不变时，变化射频选择开关的数量且射频选择开关的输入端的数量也一定变化；

当谱仪提供的RF接收通道的容量变化、而且线圈或连接器的数量也变化时，射频选择开关的数量变化，同时射频选择开关的输入端的数量也可能变化。

Images