CN104950166A - 磁共振成像系统的射频线圈功率损耗的确定方法和装置 - Google Patents

Abstract

本发明实施方式公开了一种磁共振成像系统的射频线圈功率损耗的确定方法和装置。方法包括：执行一负载全反射测试；检测所述负载全反射测试的一负载全反射功率损耗；基于所述负载全反射功率损耗和一特定参数确定所述射频线圈功率损耗。无需额外设置用于检测射频线圈射频电压的耦合线圈，而是基于负载全反射功率损耗和一特定参数确定射频线圈功率损耗，因此本发明实施方式可以在不使用耦合线圈的条件下计算射频线圈功率损耗，节省了硬件投入。

Description

磁共振成像系统的射频线圈功率损耗的确定方法和装置

技术领域

本发明涉及磁共振成像技术领域，特别是涉及磁共振成像系统的射频线圈功率损耗的确定方法和装置。

背景技术

磁共振成像(Magnetic Resonance Imaging，MRI)是随着计算机技术、电子电路技术、超导体技术的发展而迅速发展起来的一种生物磁学核自旋成像技术。它利用磁场与射频脉冲使人体组织内进动的氢核(即H+)发生振动产生射频信号，经计算机处理而成像。当把物体放置在磁场中，用适当的电磁波照射它，使之共振，然后分析它释放的电磁波，就可以得知构成这一物体的原子核的位置和种类，据此可以绘制成物体内部的精确立体图像。比如，可以通过磁共振成像扫描人类大脑获得的一个连续切片的动画，由头顶开始，一直到脚部。

射频线圈功率损耗是磁共振成像系统中射频线圈的主要参数之一。磁共振成像中的监控子系统可以根据射频线圈功率损耗限制射频功率的数值，以保护人体不接收到过量射频信号。在公开号CN101615214B的专利文献中，披露了对磁共振成像射频线圈进行性能分析的方法。在该方法中，首先建立射频线圈空间仿真模型并计算导体的趋肤深度，然后对仿真模型进行网格剖分并设置仿真边界条件，再用电磁场有限元数值计算软件算出各项电磁参数，最后计算射频线圈的电感、电阻、负载涡流损耗等效电阻等参数。

在现有技术中，在射频线圈的发射端口设置有用于感应射频线圈发射端口处射频电压的耦合线圈，并基于所感应的射频电压来计算射频线圈功率损耗。然而，这种方式由于需要额外设置耦合线圈，从而提高了系统硬件成本。

发明内容

本发明实施方式提出一种磁共振成像系统的射频线圈功率损耗的确定方法，以降低成本。

本发明实施方式提出一种磁共振成像系统的射频线圈功率损耗的确定装置，以降低成本。

本发明实施方式提出一种磁共振成像系统，以降低成本。

本发明实施方式的技术方案如下：

一种磁共振成像系统的射频线圈功率损耗的确定方法，包括：

执行一负载全反射测试；

检测所述负载全反射测试的一负载全反射功率损耗；

基于所述负载全反射功率损耗和一特定参数确定所述射频线圈功率损耗。

所述特定参数是一经验值。

所述特定参数是K，

$K=\frac{|U_1{|}^2+|U_2{|}^2}{|U_{1\_\mathrm{ref}}{|}^2+|U_{2\_\mathrm{ref}}{|}^2};$

其中，所述射频线圈是具有一第一端口和一第二端口的一体线圈，U₁是射频线圈第一端口射频电压，U₂是射频线圈第二端口射频电压；U_{1_ref}是负载全反射第一端口射频电压，U_{2_ref}是负载全反射第二端口射频电压。

还包括：

利用所述射频线圈执行一磁共振扫描，并根据所述磁共振成像系统的功率分配器的一第一功率特性参数以及该功率分配器与该射频线圈之间的一传输路径参数，确定所述射频线圈第一端口射频电压和所述射频线圈第二端口射频电压，即所述第一功率特性参数是进行所述磁共振扫描时的功率特性参数。

所述确定所述射频线圈第一端口射频电压和所述射频线圈第二端口射频电压包括：

其中，所述第一功率特性参数包括：一第一输入端口的一入射功率值P_F和一反射功率值P_R；一第二输入端口的一入射功率值P_K和一反射功率值P_D，其中P_K等于零；

所述传输路径参数包括：一第一端口路径幅度衰减A₁、一第一端口路径相位一第二端口路径幅度衰减A₂、一第二端口路径相位

还包括：根据所述磁共振成像系统的功率分配器的一第二功率特性参数及所述传输路径参数，确定所述负载全反射第一端口射频电压和负载全反射第二端口射频电压，其中，第二功率特性参数是所述负载全反射测试时功率分配器的功率特性，即所述功率分配器与所述负载连接时功率分配器的功率特性。

所述确定所述负载全反射第一端口射频电压和负载全反射第二端口射频电压包括：

其中，所述第二功率特性参数包括：一第一输入端口的一入射功率值P_{F_ref}和一反射功率值P_{R_ref}；一第二输入端口的一入射功率值P_{K_ref}和一反射功率值P_{D_ref}，其中P_{K_ref}等于零；

所述传输路径参数包括：一第一端口路径幅度衰减A₁、一第一端口路径相位一第二端口路径幅度衰减A₂、一第二端口路径相位

还包括：利用所述射频线圈执行一磁共振扫描，检测所述负载全反射第一端口射频电压和所述负载全反射第二端口射频电压。

一种磁共振成像系统的射频线圈功率损耗的确定装置，包括：

一负载全反射测试执行单元，用于执行一负载全反射测试；

一负载全反射功率损耗检测单元，用于检测所述负载全反射测试的一负载全反射功率损耗；

一射频线圈功率损耗确定单元，用于基于所述负载全反射功率损耗和一特定参数确定所述射频线圈功率损耗。

所述特定参数是一经验值。

所述特定参数是K，

$K=\frac{|U_1{|}^2+|U_2{|}^2}{|U_{1\_\mathrm{ref}}{|}^2+|U_{2\_\mathrm{ref}}{|}^2};$

其中，所述射频线圈是具有一第一端口和一第二端口的一体线圈，U₁是射频线圈第一端口射频电压，U₂是射频线圈第二端口射频电压；U_{1_ref}是负载全反射第一端口射频电压，U_{2_ref}是负载全反射第二端口射频电压。

射频线圈功率损耗确定单元，用于执行一磁共振扫描，并根据所述磁共振成像系统的功率分配器的一第一功率特性参数以及该功率分配器与该射频线圈之间的一传输路径参数，确定所述射频线圈第一端口射频电压和所述射频线圈第二端口射频电压。

所述确定所述射频线圈第一端口射频电压和所述射频线圈第二端口射频电压包括：

其中，所述第一功率特性参数包括：一第一输入端口的一入射功率值P_F和一反射功率值P_R；一第二输入端口的一入射功率值P_K和一反射功率值P_D，其中P_K等于零；

所述传输路径参数包括：一第一端口路径幅度衰减A₁、一第一端口路径相位一第二端口路径幅度衰减A₂、一第二端口路径相位

射频线圈功率损耗确定单元，用于根据所述磁共振成像系统的功率分配器的一第二功率特性参数及所述传输路径参数，确定所述负载全反射测试第一端口射频电压和负载全反射测试第二端口射频电压。

所述确定所述负载全反射第一端口射频电压和负载全反射第二端口射频电压包括：

其中，所述第二功率特性参数包括：一第一输入端口的一入射功率值P_{F_ref}和一反射功率值P_{R_ref}；一第二输入端口的一入射功率值P_{K_ref}和一反射功率值P_{D_ref}，其中P_{K_ref}等于零；

所述传输路径参数包括：一第一端口路径幅度衰减A₁、一第一端口路径相位一第二端口路径幅度衰减A₂、一第二端口路径相位

一种磁共振成像系统，包括如上任一所述的保持磁体线圈的装置。

从上述技术方案可以看出，在本发明磁共振成像系统的射频线圈功率损耗的确定方法中，执行一负载全反射测试；检测所述负载全反射测试的一负载全反射功率损耗；基于所述负载全反射功率损耗和一特定参数确定所述射频线圈功率损耗。由此可见，应用本发明实施方式之后，无需额外设置用于检测射频线圈射频电压的耦合线圈，而是基于负载全反射功率损耗和一特定参数确定射频线圈功率损耗，因此本发明实施方式可以在不使用耦合线圈的条件下进行射频线圈功率损耗的计算，节省了硬件投入。

附图说明

图1为根据本发明磁共振成像系统的射频线圈功率损耗的确定方法流程图。

图2为根据本发明实施方式磁共振成像系统的射频线圈功率损耗的确定方法流程图。

图3为根据本发明磁共振成像系统的射频线圈功率损耗的确定装置结构图。

图4为根据本发明实施方式磁共振成像系统中确定射频线圈功率损耗系统结构图。

图5为图4中功率分配器3的传输特性示意图。

具体实施方式

为了使本发明的技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施方式，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施方式仅仅用以阐述性说明本发明，并不用于限定本发明的保护范围。

为了描述上的简洁和直观，下文通过描述若干代表性的实施方式来对本发明的方案进行阐述。实施方式中大量的细节仅用于帮助理解本发明的方案。但是很明显，本发明的技术方案实现时可以不局限于这些细节。为了避免不必要地模糊了本发明的方案，一些实施方式没有进行细致地描述，而是仅给出了框架。下文中，“包括”是指“包括但不限于”，“根据……”是指“至少根据……，但不限于仅根据……”。由于汉语的语言习惯，下文中没有特别指出一个成分的数量时，意味着该成分可以是一个也可以是多个，或可理解为至少一个。

在本发明实施方式中，并不设置耦合线圈，而是通过与射频功率放大器输出端连接的定向耦合器所监测的前向功率、反向功率以及系统功率吸收负载自带的耗散功率，并配合与射频线圈连接的定向耦合器所检测的前向功率和反向功率计算射频线圈的功率损耗。

图1为根据本发明磁共振成像系统的射频线圈功率损耗的确定方法流程图。

如图1所示，该方法包括：

步骤S101：执行一负载全反射测试。

步骤S102：检测所述负载全反射测试的一负载全反射功率损耗。

步骤S103：基于所述负载全反射功率损耗和一特定参数确定所述射频线圈功率损耗。

本发明实施方式可以基于多种方式确定该特定参数。

在一个实施方式中，该特定参数可以是一经验值。可以基于多次测试确定出该经验值，并利用该负载全反射功率损耗和一特定参数确定所述射频线圈功率损耗。

在一个实施方式中，特定参数是K；所述射频线圈是具有一第一端口和一第二端口的一体线圈，U₁是射频线圈第一端口射频电压，U₂是射频线圈第二端口射频电压；U_{1_ref}是负载全反射第一端口射频电压，U_{2_ref}是负载全反射第二端口射频电压。上述电压值均可通过检测获取。

在一个实施方式中，还包括：

利用所述射频线圈执行一磁共振扫描，并根据所述磁共振成像系统的功率分配器的一第一功率特性参数以及该功率分配器与该射频线圈之间的一传输路径参数，确定所述射频线圈第一端口射频电压和所述射频线圈第二端口射频电压。

优选地，所述确定所述射频线圈第一端口射频电压和所述射频线圈第二端口射频电压包括：

其中，所述第一功率特性参数包括：一第一输入端口的一入射功率值P_F和一反射功率值P_R；一第二输入端口的一入射功率值P_K和一反射功率值P_D，其中P_K等于零；

所述传输路径参数包括：一第一端口路径幅度衰减A₁、一第一端口路径相位一第二端口路径幅度衰减A₂、一第二端口路径相位

在一个实施方式中，还包括：根据所述磁共振成像系统的功率分配器的一第二功率特性参数及所述传输路径参数，确定所述负载全反射测试第一端口射频电压和负载全反射测试第二端口射频电压。

优选地，所述确定所述负载全反射第一端口射频电压和负载全反射第二端口射频电压包括：

其中，所述第二功率特性参数包括：一第一输入端口的一入射功率值P_{F_ref}和一反射功率值P_{R_ref}；一第二输入端口的一入射功率值P_{K_ref}和一反射功率值P_{D_ref}，其中P_{K_ref}等于零；

所述传输路径参数包括：一第一端口路径幅度衰减A₁、一第一端口路径相位一第二端口路径幅度衰减A₂、一第二端口路径相位

在一个实施方式中，还包括：检测所述负载全反射第一端口射频电压和所述负载全反射第二端口射频电压。

基于上述分析，图2为根据本发明实施方式磁共振成像系统的射频线圈功率损耗的确定方法流程图。

如图2所示，该方法包括：

步骤S201：执行一磁共振扫描，并根据所述磁共振扫描中与该射频线圈相连接的功率分配器的第一功率特性参数以及该功率分配器与该射频线圈之间的传输路径参数，确定第一射频线圈射频电压。

步骤S202：基于负载全反射测试的第二射频线圈射频电压、该负载全反射测试的功率损耗值以及第一射频线圈射频电压，确定该磁共振扫描的射频线圈功率损耗。

在一个实施方式中，执行负载全反射测试，并根据负载全反射测试中该功率分配器的一第二功率特性参数及所述传输路径参数，确定该第二射频线圈射频电压。

在一个实施方式中，根据该射频线圈的前向功率和反向功率，确定负载全反射测试的功率损耗。

在一个实施方式中：

射频线圈包括具有第一端口和第二端口的体线圈；

第一功率特性参数包括：功率分配器的第一输入端口对应于磁共振扫描的入射功率值P_F和反射功率值P_R；功率分配器的第二输入端口对应于磁共振扫描的入射功率值P_K反射功率值P_D(即负载耗散功率值)，其中P_K等于零；

传输路径参数包括：第一端口路径幅度衰减A₁、第一端口路径相位第二端口路径幅度衰减A₂、第二端口路径相位

此时，第一射频线圈射频电压包括：第一端口射频电压U₁和第二端口射频电压U₂；j是虚数单位；e是自然底数；其中：

在一个实施方式中，可以基于类似方式计算负载全反射测试的射频线圈射频电压。

举例，假设射频线圈包括具有第一端口和第二端口的体线圈。

在计算负载全反射测试的射频线圈射频电压时：

第二功率特性参数包括：功率分配器的第一输入端口的入射功率值P_{F_ref}和反射功率值P_{R_ref}；功率分配器的第二输入端口的入射功率值P_{K_ref}和反射功率值P_{D_ref}(即负载耗散功率值)；P_{D_ref}，其中P_{K_ref}等于零；

传输路径参数包括：第一端口路径幅度衰减A₁、第一端口相位路径第二端口路径幅度衰减A₂、第二端口路径相位

第二射频线圈射频电压包括：第一端口射频电压U_{1_ref}和第二端口射频电压U_{2_ref}；j是虚数单位；e是自然底数：其中：

全反射测试的功率损耗CPL_ref即为射频线圈的输入功率值，可以通过测量方式得到CPL_ref的具体值。而且，在计算出U_{1_ref}、U_{2_ref}、U₁、U₂之后，可以进一步计算特定参数是K；并且计算磁共振扫描的射频线圈功率损耗CPL。

在一个实施方式中：

$\mathrm{CPL}=K\·{\mathrm{CPL}}_{\mathrm{ref}}=\frac{|U_1{|}^2+|U_2{|}^2}{|U_{1\_\mathrm{ref}}{|}^2+|U_{2\_\mathrm{ref}}{|}^2}\·{\mathrm{CPL}}_{\mathrm{ref}}.$

基于上述分析，本发明实施方式还提出了一种磁共振成像系统的射频线圈功率损耗的确定装置。

图3为根据本发明实施方式的磁共振成像系统的射频线圈功率损耗的确定装置结构图。

如图3所示，该装置包括：

负载全反射测试执行单元301，用于执行一负载全反射测试；

负载全反射功率损耗检测单元302，用于检测所述负载全反射测试的一负载全反射功率损耗

射频线圈功率损耗确定单元303，用于基于所述负载全反射功率损耗和一特定参数确定所述射频线圈功率损耗。

其中，所述特定参数可以是一经验值。

可以基于多次测试确定出该经验值，并利用该负载全反射功率损耗和一特定参数确定所述射频线圈功率损耗。

在一个实施方式中，特定参数是K；所述射频线圈是具有一第一端口和一第二端口的一体线圈，U₁是射频线圈第一端口射频电压，U₂是射频线圈第二端口射频电压；U_{1_ref}是负载全反射第一端口射频电压，U_{2_ref}是负载全反射第二端口射频电压。

在一个实施方式中，射频线圈功率损耗确定单元303，用于执行一磁共振扫描，并根据所述磁共振成像系统的功率分配器的一第一功率特性参数以及该功率分配器与该射频线圈之间的一传输路径参数，确定所述射频线圈第一端口射频电压和所述射频线圈第二端口射频电压。

优选地，所述确定所述射频线圈第一端口射频电压和所述射频线圈第二端口射频电压包括：

其中，所述第一功率特性参数包括：一第一输入端口的一入射功率值P_F和一反射功率值P_R；一第二输入端口的一入射功率值P_K和一反射功率值P_D，其中P_K等于零；

所述传输路径参数包括：一第一端口路径幅度衰减A₁、一第一端口路径相位一第二端口路径幅度衰减A₂、一第二端口路径相位

在一个实施方式中，射频线圈功率损耗确定单元303，用于根据所述磁共振成像系统的功率分配器的一第二功率特性参数及所述传输路径参数，确定所述负载全反射测试第一端口射频电压和负载全反射测试第二端口射频电压。

优选地，所述确定所述负载全反射第一端口射频电压和负载全反射第二端口射频电压包括：

其中，所述第二功率特性参数包括：一第一输入端口的一入射功率值P_{F_ref}和一反射功率值P_{R_ref}；一第二输入端口的一入射功率值P_{K_ref}和一反射功率值P_{D_ref}，其中P_{K_ref}等于零；

所述传输路径参数包括：一第一端口路径幅度衰减A₁、一第一端口路径相位一第二端口路径幅度衰减A₂、一第二端口路径相位

在一个实施方式中，还包括：检测所述负载全反射第一端口射频电压和所述负载全反射第二端口射频电压。

在一个实施方式中：

$\mathrm{CPL}=K\·{\mathrm{CPL}}_{\mathrm{ref}}=\frac{|U_1{|}^2+|U_2{|}^2}{|U_{1\_\mathrm{ref}}{|}^2+|U_{2\_\mathrm{ref}}{|}^2}\·{\mathrm{CPL}}_{\mathrm{ref}}.$

以上通过具体公式描述了计算CPL的具体实施方式。本领域技术人员可以意识到，还可以基于第一射频线圈射频电压，通过其他多种方式确定CPL。而且，还可以对该上述公式进行各种变换，比如调整公式中的相应系数，等等，本发明实施方式对此并无限定。

下面结合具体实例，更详细说明本发明实施方式的磁共振成像系统的射频线圈功率损耗的确定过程。

图4为根据本发明磁共振成像系统中确定射频线圈功率损耗系统结构图。

在图中，射频功率放大器1的输入端(RF_Power_in)连接到射频信号输入源，而射频功率放大器1的输出端连接到定向耦合器2。定向耦合器2优选为射频功率放大器1的输出端所自带的定向耦合器。

定向耦合器2与功率分配器3连接，其中功率分配器3优选实施为90度功率分配器。而且，功率分配器3的输入端还连接系统负载(PD)，并且功率分配器3的输出端分别与定向耦合器3和定向耦合器4连接。

定向耦合器3通过传输路径6连接到体线圈8的第一射频发射端口81；定向耦合器4通过传输路径7连接到体线圈8的第二射频发射端口82。

首先，磁共振成像系统执行负载全反射测试。

由于油脂是一种几乎不吸收射频能量的载体，因此在负载全反射测试中，优选采用油膜作为负载。

在负载全反射测试中，射频信号输入源发射一定的射频功率，定向耦合器3和定向耦合器4分别监测体线圈8的前向功率和反向功率的大小。

体线圈8的输入功率值P_in、前向功率P_forw以及反向功率P_refl有如下关系：

P_in=P_forw-P_refl；

定向耦合器3可以检测到达第一射频发射端口81的功率P_{forw_1}，定向耦合器4可以检测到达第二射频发射端口82的功率P_{forw_2}。体线圈8的前向功率P_forw为到达第一射频发射端口81的功率P_{forw_1}与到达第二射频发射端口82的功率P_{forw_2}之和。也就是：

P_forw＝P_{forw_1}+P_{forw_2}

定向耦合器3还可以检测第一射频发射端口81的反向功率P_{refl_1}，定向耦合器4还可以检测第二射频发射端口82的反向功率P_{refl_2}。体线圈8的反向功率为第一射频发射端口81的反向功率P_{refl_1}和第二射频发射端口82的反向功率P_{refl_2}之和。也就是：

P_refl=P_{refl_1}+P_{refl_2}。

在负载全反射测试时，该测试条件下的线圈功率损耗CPL_ref具有如下关系：

CPL_ref=P_in。

通过与射频功率放大器1输出端连接的定向耦合器2，可以记录前向功率监测值P_{F_ref}、反向功率监测P_{R_ref}，以及与功率分配器3连接的系统功率吸收负载(PD)的耗散功率监测值P_{D_ref}。而且，P_{F_ref}和0分别是功率分配器3的两个输入端口的入射功率值，而P_{R_ref}和P_{D_ref}分别是功率分配器3的两个输入端口的反射功率值。

测定功率分配器3的一个输出端与体线圈8的第一射频发射端口81之间的传输线6的衰减A₁和相位以及测定功率分配器3的另一个输出端与体线圈8的第二射频发射端口82之间的传输线7的衰减A₂和相位就可以分别计算负载全反射测试时第一射频发射端口81的等效电压U_{1_ref}以及负载全反射测试时第二射频发射端口82的等效电压U_{2_ref}。

图5为图4中功率分配器3的传输特性示意图，其中a1、a2、a3、a4、b1、b2、b3和b4分别是功率分配器3的端口信号。

示范性地，根据功率分配器3的传输特性，其中：

$a3=\frac{a1}{\sqrt{2}}+\frac{a2}{\sqrt{2}}*e^{j*\frac{\mathrm{pi}}{2}};$

$a4=\frac{a2}{\sqrt{2}}+\frac{a1}{\sqrt{2}}*e^{j*\frac{\mathrm{pi}}{2}};$

$b3=\frac{b1}{\sqrt{2}}+\frac{b2}{\sqrt{2}}*e^{j*\frac{\mathrm{pi}}{2}};$

$b4=\frac{b2}{\sqrt{2}}+\frac{b1}{\sqrt{2}}*e^{j*\frac{\mathrm{pi}}{2}}.$

在执行负载全反射测试时，a1=P_{F_ref}；b1=P_{R_ref}；a2=0。

而且，功率放大器3的第一端口输出为U′_{1_ref}，U′_{1_ref}=a3+b3；功率放大器3的第二端口输出为U_{2_ref}，U_{2_ref}=a4+b4。

因此，功率放大器3的输出具有如下等式：

${U^{\′}}_{1\_\mathrm{ref}}=(\frac{P_{F\_\mathrm{ref}}}{\sqrt{2}}+0)+(\frac{P_{R\_\mathrm{ref}}}{\sqrt{2}}-j*\frac{P_{D\_\mathrm{ref}}}{\sqrt{2}});{U^{\′}}_{2\_\mathrm{ref}}=(j*\frac{P_{F\_\mathrm{ref}}}{\sqrt{2}}+0)+(\frac{P_{D\_\mathrm{ref}}}{\sqrt{2}}-j*\frac{P_{R\_\mathrm{ref}}}{\sqrt{2}}).$

分别考虑传输线6的衰减A₁和相位以及传输线7的衰减A₂和相位则有负载全反射测试时第一射频发射端口81的等效电压U_{1_ref}以及负载全反射测试时第二射频发射端口82的等效电压U_{2_ref}，分别如下：

至此，可以计算出负载全反射测试的射频线圈射频电压U_{1_ref}和U_{2_ref}。

当执行实际磁共振扫描时，由于人体是一个吸收射频能量的载体，因此输入射频线圈的功率包括在射频线圈上损耗的功率以及人体上吸收的功率。

此时系统发射一定的射频功率，与射频功率放大器1的输出端连接的定向耦合器2监测出前向功率值P_F和反向功率P_R，而且还可以检测出与功率分配器3连接的系统功率吸收负载(PD)的耗散功率值P_D。

在执行负载全反射测试时，a1=P_F；b1=P_R；a2=0。

因此，功率放大器3的输出U′₁和U′₂分别具有如下等式：

${U^{\′}}_1=(\frac{P_F}{\sqrt{2}}+0)+(\frac{P_R}{\sqrt{2}}-j*\frac{P_D}{\sqrt{2}});{U^{\′}}_2=(j*\frac{P_F}{\sqrt{2}}+0)+(\frac{P_D}{\sqrt{2}}-j*\frac{P_R}{\sqrt{2}}).$

分别考虑传输线6的衰减A₁和相位以及传输线7的衰减A₂和相位则有第一射频发射端口81的等效电压U₁以及第二射频发射端口82的等效电压U₂如下：

由于射频线圈功率损耗与加于射频线圈的电压的功率和成正比。因此，此时的线圈功率损耗CPL就可以计算得到：

$\mathrm{CPL}=\frac{|U_1{|}^2+|U_2{|}^2}{|U_{1\_\mathrm{ref}}{|}^2+|U_{2\_\mathrm{ref}}{|}^2}\·{\mathrm{CPL}}_{\mathrm{ref}}.$

由此可见，无需额外设置用于检测射频线圈射频电压的耦合线圈，可以根据功率分配器3的功率特性参数和传输路径参数直接计算磁共振实际扫描时第一射频发射端口81的等效电压U₁以及第二射频发射端口82的等效电压U₂，还可以根据功率分配器3的功率特性参数和传输路径参数计算负载全反射测试时第一射频发射端口81的等效电压U_{1_ref}以及第二射频发射端口82的等效电压U_{2_ref}，从而可以计算出磁共振扫描时的线圈功率损耗CPL。

以上以体线圈为例对本发明实施方式进行了详细描述。本领域技术人员可以意识到，这种描述仅是示范性的，并不用于限定本发明实施方式的保护范围。实际上，本发明实施方式适用于磁共振成像系统中的任意射频线圈，包括但是不局限于：体线圈、颈线圈、头线圈，等等。

需要说明的是，上述各流程和各结构图中不是所有的步骤和模块都是必须的，可以根据实际的需要忽略某些步骤或模块。各步骤的执行顺序不是固定的，可以根据需要进行调整。各模块的划分仅仅是为了便于描述采用的功能上的划分，实际实现时，一个模块可以分由多个模块实现，多个模块的功能也可以由同一个模块实现，这些模块可以位于同一个设备中，也可以位于不同的设备中。

各实施方式中的硬件模块可以以机械方式或电子方式实现。例如，一个硬件模块可以包括专门设计的永久性电路或逻辑器件(如专用处理器，如FPGA或ASIC)用于完成特定的操作。硬件模块也可以包括由软件临时配置的可编程逻辑器件或电路(如包括通用处理器或其它可编程处理器)用于执行特定操作。至于具体采用机械方式，或是采用专用的永久性电路，或是采用临时配置的电路(如由软件进行配置)来实现硬件模块，可以根据成本和时间上的考虑来决定。

本发明还提供了一种机器可读的存储介质，存储用于使一机器执行如本文所述方法的指令。具体地，可以提供配有存储介质的系统或者装置，在该存储介质上存储着实现上述实施方式中任一实施方式的功能的软件程序代码，且使该系统或者装置的计算机(或CPU或MPU)读出并执行存储在存储介质中的程序代码。此外，还可以通过基于程序代码的指令使计算机上操作的操作系统等来完成部分或者全部的实际操作。还可以将从存储介质读出的程序代码写到插入计算机内的扩展板中所设置的存储器中或者写到与计算机相连接的扩展单元中设置的存储器中，随后基于程序代码的指令使安装在扩展板或者扩展单元上的CPU等来执行部分和全部实际操作，从而实现上述实施方式中任一实施方式的功能。

用于提供程序代码的存储介质实施方式包括软盘、硬盘、磁光盘、光盘(如CD-ROM、CD-R、CD-RW、DVD-ROM、DVD-RAM、DVD-RW、DVD+RW)、磁带、非易失性存储卡和ROM。可选择地，可以由通信网络从服务器计算机上下载程序代码。

综上所述，在本发明磁共振成像系统的射频线圈功率损耗的确定方法中，执行一负载全反射测试；检测所述负载全反射测试的一负载全反射功率损耗；基于所述负载全反射功率损耗和一特定参数确定所述射频线圈功率损耗。

由此可见，应用本发明实施方式之后，无需额外设置用于检测射频线圈射频电压的耦合线圈，而是基于负载全反射功率损耗和一特定参数确定射频线圈功率损耗，因此本发明实施方式可以在不使用耦合线圈的条件下进行射频线圈功率损耗的计算，节省了硬件投入。

以上所述，仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (18)

1.一种磁共振成像系统的射频线圈功率损耗的确定方法，包括：

执行一负载全反射测试；

检测所述负载全反射测试的一负载全反射功率损耗；

基于所述负载全反射功率损耗和一特定参数确定所述射频线圈功率损耗。

2.根据权利要求1所述的确定方法，其特征在于，所述特定参数是一经验值。

3.根据权利要求1所述的确定方法，其特征在于，所述特定参数是K，

$K=\frac{|U_1{|}^2+|U_2{|}^2}{|U_{1\_\mathrm{ref}}{|}^2+|U_{2\_\mathrm{ref}}{|}^2};$

其中，所述射频线圈是具有一第一端口和一第二端口的一体线圈，U₁是射频线圈第一端口射频电压，U₂是射频线圈第二端口射频电压；U_{1_ref}是负载全反射第一端口射频电压，U_{2_ref}是负载全反射第二端口射频电压。

4.根据权利要求3所述的确定方法，其特征在于，还包括：

利用所述射频线圈执行一磁共振扫描，并根据所述磁共振扫描时所述磁共振成像系统的功率分配器的一第一功率特性参数以及该功率分配器与该射频线圈之间的一传输路径参数，确定所述射频线圈第一端口射频电压和所述射频线圈第二端口射频电压。

5.根据权利要求4所述的确定方法，其特征在于，所述确定所述射频线圈第一端口射频电压和所述射频线圈第二端口射频电压包括：

其中，所述第一功率特性参数包括：一第一输入端口的一入射功率值P_F和一反射功率值P_R；一第二输入端口的一入射功率值P_K和一反射功率值P_D，其中P_K等于零；

所述传输路径参数包括：一第一端口路径幅度衰减A₁、一第一端口路径相位一第二端口路径幅度衰减A₂、一第二端口路径相位

6.根据权利要求3所述的确定方法，其特征在于，还包括：利用所述射频线圈执行一磁共振扫描，检测所述射频线圈第一端口射频电压和所述射频线圈第二端口射频电压。

7.根据权利要求3所述的确定方法，其特征在于，还包括：根据所述负载全反射测试时所述磁共振成像系统的功率分配器的一第二功率特性参数及所述传输路径参数，确定所述负载全反射第一端口射频电压和负载全反射第二端口射频电压。

8.根据权利要求7所述的确定方法，其特征在于，所述确定所述负载全反射第一端口射频电压和负载全反射第二端口射频电压包括：

其中，所述第二功率特性参数包括：一第一输入端口的一入射功率值P_{F_ref}和一反射功率值P_{R_ref}；一第二输入端口的一入射功率值P_{K_ref}和一反射功率值P_{D_ref}，其中P_{K_ref}等于零；

所述传输路径参数包括：一第一端口路径幅度衰减A₁、一第一端口路径相位一第二端口路径幅度衰减A₂、一第二端口路径相位

9.根据权利要求3所述的确定方法，其特征在于，还包括：检测所述负载全反射第一端口射频电压和所述负载全反射第二端口射频电压。

10.一种磁共振成像系统的射频线圈功率损耗的确定装置，包括：

一负载全反射测试执行单元，用于执行一负载全反射测试；

一负载全反射功率损耗检测单元，用于检测所述负载全反射测试的一负载全反射功率损耗；

一射频线圈功率损耗确定单元，用于基于所述负载全反射功率损耗和一特定参数确定所述射频线圈功率损耗。

11.根据权利要求10所述的确定装置，其特征在于，所述特定参数是一经验值。

12.根据权利要求10所述的确定装置，其特征在于所述特定参数是K，

$K=\frac{|U_1{|}^2+|U_2{|}^2}{|U_{1\_\mathrm{ref}}{|}^2+|U_{2\_\mathrm{ref}}{|}^2};$

其中，所述射频线圈是具有一第一端口和一第二端口的一体线圈，U₁是射频线圈第一端口射频电压，U₂是射频线圈第二端口射频电压；U_{1_ref}是负载全反射第一端口射频电压，U_{2_ref}是负载全反射第二端口射频电压。

13.根据权利要求12所述的确定装置，其特征在于，

所述射频线圈功率损耗确定单元，还用于利用所述射频线圈执行一磁共振扫描，并根据所述磁共振扫描时所述磁共振成像系统的功率分配器的一第一功率特性参数以及该功率分配器与该射频线圈之间的一传输路径参数，确定所述射频线圈第一端口射频电压和所述射频线圈第二端口射频电压。

14.根据权利要求13所述的确定装置，其特征在于，

所述确定所述射频线圈第一端口射频电压和所述射频线圈第二端口射频电压包括：

其中，所述第一功率特性参数包括：一第一输入端口的一入射功率值P_F和一反射功率值P_R；一第二输入端口的一入射功率值P_K和一反射功率值P_D，其中P_K等于零；

所述传输路径参数包括：一第一端口路径幅度衰减A₁、一第一端口路径相位一第二端口路径幅度衰减A₂、一第二端口路径相位

15.根据权利要求13所述的确定装置，其特征在于，所述射频线圈功率损耗确定单元，还用于检测所述射频线圈第一端口射频电压和所述射频线圈第二端口射频电压。

16.根据权利要求12所述的确定装置，其特征在于，

所述射频线圈功率损耗确定单元，用于根据所述负载全反射测试时所述磁共振成像系统的功率分配器的一第二功率特性参数及所述传输路径参数，确定所述负载全反射第一端口射频电压和负载全反射第二端口射频电压。

17.根据权利要求16所述的确定装置，其特征在于，

所述确定所述负载全反射第一端口射频电压和负载全反射第二端口射频电压包括：

其中，所述第二功率特性参数包括：一第一输入端口的一入射功率值P_{F_ref}和一反射功率值P_{R_ref}；一第二输入端口的一入射功率值P_{K_ref}和一反射功率值P_{D_ref}，其中P_{K_ref}等于零；

所述传输路径参数包括：一第一端口路径幅度衰减A₁、一第一端口路径相位一第二端口路径幅度衰减A₂、一第二端口路径相位

18.一种磁共振成像系统，包括如权利要求10-17中任一所述的确定装置。