CN105388435B - 一种磁共振成像系统射频线圈的调谐装置及方法 - Google Patents

Abstract

本申请提供一种磁共振成像系统射频线圈的调谐装置及方法，该装置包括：谱仪和射频接收线圈；其中，射频接收线圈包括多个线圈单元，多个线圈单元中的每一个线圈单元均包括可变容抗器和射频阻塞器，可变容抗器串入每一个线圈单元中的谐振回路，谱仪输入给每一个线圈单元的线圈调谐电平经过射频阻塞器施加给可变容抗器，以调整谐振回路的电容量；谱仪，用于接收射频接收线圈中的每一个线圈单元由于磁共振产生的自由感应衰减信号，基于调谐评价函数的迭代遍历找到自由感应衰减信号的最大值，将最大值对应的调谐电平施加到谐振回路中的可变容抗器的两端。本申请的技术方案可以快速地实现磁共振成像线圈的调谐。

Description

一种磁共振成像系统射频线圈的调谐装置及方法

技术领域

本申请涉及医疗设备技术领域，尤其涉及一种磁共振成像系统射频线圈的调谐装置及方法。

背景技术

射频线圈是磁共振成像系统的关键部件之一，负责射频信号的发射和磁共振信号的接收，决定着整个影像设备的成像质量。磁共振成像系统的射频线圈按功能可分为发射线圈和接收线圈。发射线圈通常为收发一体的射频线圈，既执行射频信号的发射功能又执行磁共振信号的接收功能，而接收线圈仅执行磁共振信号的接收功能。

在磁共振成像系统中，不仅要求射频发射线圈的阻抗必须与连接射频发射线圈与射频放大器之间的射频传输线阻抗相匹配，而且要求射频线圈的本征频率与系统的磁场强度相对应，使得磁共振成像(Magnetic Resonance Imaging，简称为MRI)设备的射频线圈谐振在氢质子共振频率，实现磁共振信号的激励和磁共振最大信号的接收。如果不能很好地实现射频线圈的本征频率与系统的磁场强度相对应，射频线圈的品质因数Q值会降低，会造成磁共振成像系统的图像信噪比的下降。在通常情况下，通过专用水模体或标准身材受试者的反复扫描测试，离线调整线圈的本征频率F与磁场强度B0相对应，亦即F＝uB0，u＝42.5764MHz/T。对于1.5T磁共振成像系统，射频线圈的本征频率被调整为63.86MHz。

但是当不同身材大小的受试者被患者床移入磁体腔内，或同一受试者在磁体内的位置发生改变时，都会引起电容效应。这种电容效应，不仅会改变射频发射线圈的阻抗，而且也会改变接收线圈的本征频率，使得接收线圈的工作频率与磁场强度不匹配，射频线圈工作频率减小和品质因数下降，导致图像信噪比降低。为了保证本征频率与磁场强度相匹配，实现最佳的图像信噪比，在受试者正式扫描之前，必须对射频线圈进行调谐处理。

发明内容

有鉴于此，本申请提供一种磁共振成像系统射频线圈的调谐装置及方法，可以快速地实现磁共振成像线圈的调谐。

为实现上述目的，本申请提供技术方案如下：

根据本申请实施例的第一方面，提出了一种磁共振成像系统射频线圈的调谐装置，包括：

所述射频接收线圈，用于在射频接收状态期间接收磁共振信号；所述射频接收线圈包括多个线圈单元，所述多个线圈单元中的每一个线圈单元均包括可变容抗器和射频阻塞器，可变容抗器串入所述每一个线圈单元中的谐振回路，所述谱仪输入给所述每一个线圈单元的线圈调谐电平经过所述射频阻塞器施加给所述可变容抗器，以调整所述谐振回路的电容量，实现所述每一个线圈单元的本征频率的改变；

所述谱仪，用于接收所述射频接收线圈中的每一个线圈单元由于磁共振产生的自由感应衰减信号，基于调谐评价函数的迭代遍历找到自由感应衰减信号的最大值，将所述最大值对应的调谐电平施加到所述谐振回路中的所述可变容抗器的两端。

根据本申请实施例的第二方面，提出了一种磁共振成像系统射频线圈的调谐方法，包括：

在射频接收状态期间通过射频接收线接收磁共振信号，其中，所述射频接收线圈包括多个线圈单元，所述多个线圈单元中的每一个线圈单元均包括可变容抗器和射频阻塞器，可变容抗器串入所述每一个线圈单元中的谐振回路，所述谱仪输入给每一个线圈单元的线圈调谐电平经过所述射频阻塞器施加给所述可变容抗器，以调整所述谐振回路的电容量，实现所述每一个线圈单元的本征频率的改变；

通过谱仪接收所述射频接收线圈中的每一个线圈单元由于磁共振产生的自由感应衰减信号，基于调谐评价函数的迭代遍历找到自由感应衰减信号的最大值，将所述最大值对应的调谐电平施加到所述谐振回路中的所述可变容抗器的两端。

由以上技术方案可见，本申请通过检测射频接收线圈获得的自由感应衰减信号来调节谱仪向线圈单元的谐振回路输出的调谐电平，该调谐电平反向施加到每一个线圈单元的谐振回路中的可变容抗器的两端，用以改变可变容抗器的端电压，根据可变容抗器的结电容随可变容抗器所被施加的端电压的变化而变化的特性，进而改变可变容抗器的结电容，从而改变每一个线圈单元的谐振回路的本征频率，达到射频接收线圈的本征频率与主磁场的磁感应强度相对应，实现射频线圈的频率调谐。

附图说明

图1示出了根据本申请的一示例性实施例的磁共振成像系统射频线圈的调谐装置的结构示意图；

图2A示出了根据本申请的一示例性实施例的端电压Ud与的电平Vt的关系示意图；

图2B示出了根据本申请的一示例性实施例的电平Vt与结电容Ct的关系示意图；

图2C示出了根据本申请的一示例性实施例的结电容Ct与线圈本征频率F的关系示意图；

图3示出了根据本申请的一示例性实施例示出的射频线圈调谐评价函数的曲线示意图；

图4示出了根据本申请的一示例性实施例的磁共振成像系统射频线圈的调谐方法的流程示意图；

图5示出了根据本申请的再一示例性实施例的磁共振成像系统射频线圈的调谐方法的流程示意图。

具体实施方式

这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本申请相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本申请的一些方面相一致的装置和方法的例子。

在本申请使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本申请。在本申请和所附权利要求书中所使用的单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其他含义。还应当理解，本文中使用的术语“和/或”是指并包含一个或多个相关联的列出项目的任何或所有可能组合。

应当理解，尽管在本申请可能采用术语第一、第二、第三等来描述各种信息，但这些信息不应限于这些术语。这些术语仅用来将同一类型的信息彼此区分开。例如，在不脱离本申请范围的情况下，第一信息也可以被称为第二信息，类似地，第二信息也可以被称为第一信息。取决于语境，如在此所使用的词语“如果”可以被解释成为“在……时”或“当……时”或“响应于确定”。

图1示出了根据本申请的一示例性实施例的磁共振成像系统射频线圈的调谐装置的结构示意图；如图1所示，磁共振成像系统射频线圈的调谐包括：谱仪11和射频接收线圈12；其中，射频接收线圈12，用于在射频接收状态期间接收磁共振信号；射频接收线圈12包括多个线圈单元(图1中所示的线圈单元1、…、线圈单元n，n为正整数)，多个线圈单元中的每一个线圈单元均包括可变容抗器和射频阻塞器，可变容抗器串入每一个线圈单元中的谐振回路。在一实施例中，可变容抗器可选用电容可控的部件，例如，可变容抗器采用图1所示的可变电容二极管实现，用D表示。谱仪输入给每一个线圈单元的线圈调谐电平经过射频阻塞器施加给可变容抗器，以调整谐振回路的电容量，实现每一个线圈单元的本征频率的改变；

谱仪11，用于接收射频接收线圈12中的每一个线圈单元由于磁共振产生的自由感应衰减信号，通过执行基于调谐评价函数的迭代遍历的工作流程(算法)找到自由感应衰减信号的最大值，将最大值对应的调谐电平施加到谐振回路中的可变容抗器的两端。

由上述描述可知，本申请实施例通过检测射频接收线圈获得的自由感应衰减信号来调节谱仪向线圈单元的谐振回路输出的调谐电平，该调谐电平反向施加到每一个线圈单元的谐振回路中的可变容抗器的两端，用以改变可变容抗器的端电压，根据可变容抗器的结电容随可变容抗器所被施加的端电压的增加而减小的特性，进而改变可变容抗器的结电容，从而改变每一个线圈单元的谐振回路的本征频率，达到射频接收线圈的本征频率与主磁场的磁感应强度相对应，实现射频线圈的频率调谐。

在一实施例中，在实际设计中，可以选用结电容随所加反向端电压的变化具有较大变化区间的可变容抗器，本实施例中针对射频接收线圈12，采用具有0.18-22pF结电容变化区间的可变容抗器，该可变容抗器反向串联到射频接收线圈的串联谐振电路中，谱仪输出的调谐电平经过射频阻塞器，施加到可变容抗器的两端，形成射频线圈调谐网络。

在一实施例中，谱仪输出的最大值对应的调谐电平经过射频阻塞器施加到可变容抗器的两端，形成射频线圈调谐网络。

在一实施例中，谱仪基于调谐评价函数的迭代遍历找到自由感应衰减信号的最大值，具体包括：

谱仪每改变一次调谐电平输出值，对应一个具有与磁感应强度大小相对应的特定中心频率的射频脉冲输出，在指定延时之后，获取一次对应的自由感应衰减信号的幅值，比较与前次调谐电平输出值情况下所获得的自由感应衰减信号的幅值，进行迭代遍历，直到寻找到自由感应衰减信号的最大值为止。

如图1所示，谱仪11向射频接收线圈12的调谐回路输出调谐电平Vt，该调谐电平Vt反向施加到射频接收线圈调谐网络中可变容抗器D的两端，亦即高电平施加到可变容抗器D的负极端，低电平施加到可变容抗器D的正极端，用以改变可变容抗器D的端电压Ud，由可变容抗器的物理特性可知，在这种连接的条件下，随着所施加在可变容抗器D的端电压Ud的增加，其结电容Cm会线性减小，同时，本申请装置可确保如图2A所示的可变容抗器D的端电压Ud与谱仪向射频接收线圈调谐网络输出的调谐电平Vt成正比例关系，因而可以获得如图2B所示的可变容抗器结电容Ct与谱仪向射频接收线圈调谐网络输出的调谐电平Vt的关系曲线，根据图2B所表明的可变容抗器结电容Ct随谱仪向射频接收线圈调谐网络输出的调谐电平Vt的增加而减小的特性，改变谱仪向射频接收线圈调谐网络输出的调谐电平Vt，可改变可变容抗器结电容Ct，从而改变射频接收线圈本征频率F，从图2C可以看出，通过控制谱仪向射频接收线圈调谐网络输出的调谐电平Vt的大小，调整可变容抗器的结电容数值Ct，可以获得最佳的射频线圈本征频率，达到射频接收线圈自动调谐的目的。

本申请根据谱仪输出的施加到射频线圈调谐网络中可变容抗器两端的调谐电平Vt数值与自由感应衰减FID信号的关系，给出了图3所示的射频线圈调谐评价函数曲线的示意图，依据该评价函数给出的谱仪输出调谐电平数值Vt与直接测量自由感应衰减FID信号幅值关系，可以不通过计算射频线圈的本征频率，而是通过直接测量自由感应衰减FID信号的方式，实现射频线圈的自动调谐。该射频线圈调谐评价函数曲线具有接近开口向下的抛物线特性，从图3中可以看出，当谱仪输出调谐电平数值为Vt_best时，从谱仪射频接收单元获得的自由感应衰减FID信号的测量值FID_max为最大，此时，实现了射频接收线圈的调谐。

再如图1所示，磁共振成像系统射频线圈的调谐装置还可以包括：射频放大器、射频开关状态控制信号驱动器、收发共用型射频线圈接口单元、收发共用型射频线圈，其中：

谱仪11在执行射频线圈调谐操作过程中，用于输出射频开关状态控制信号，输出具有特定中心频率、带宽、幅值和相位的射频脉冲信号，用于接收磁共振产生的自由感应衰减信号。

射频放大器，在射频信号发送期间，用于对谱仪输出的射频脉冲信号的功率放大。

射频开关状态控制信号驱动器，用于驱动谱仪输出的射频开关状态控制信号，经开关信号驱动器1生成收发共用线圈接口单元射频发射/接收状态转换信号驱动输出，经开关信号驱动器2生成收发共用线圈射频发射/接收状态转换信号驱动输出，经开关信号驱动器3生成接收线圈失谐状态信号驱动输出，以上三种开关信号的驱动输出，分别控制收发共用型射频线圈接口单元、射频收发共用型射频线圈和射频接收线圈内部的用于射频开关作用的PIN二极管的导通与关断的状态。

收发共用型射频线圈接口单元，用于完成收发共用型射频线圈切换射频发射状态和射频接收状态的转换，实现射频发射和接收状态下的负载平衡，在射频发射状态下，完成射频功率的正交输出，在射频接收状态下，完成接收射频接收信号的混合输出和对所接收射频信号的放大处理。

收发共用型射频线圈，在射频发射状态期间，用于接收射频放大器输出的射频功率，产生B1射频发射场；在射频接收状态期间，如采用收发共用型射频线圈作为射频接收线圈接收磁共振信号，则被设置为接收状态，如采用专用射频接收线圈接收磁共振信号，则被设置为失谐状态。

在对受试者完成患者床摆位和扫描部位线圈安置操作后，应用该装置以及运行于谱仪射频发射单元和谱仪射频接收单元的基于调谐评价函数的快速迭代遍历的自动调谐方法，谱仪11每改变一次调谐电平输出值，伴随一次具有与磁感应强度大小相对应的特定中心频率的射频脉冲输出，在指定延时之后，获取一次对应的自由感应衰减信号FID的幅值，比较与前次不同调谐电平输出值情况下所获得的自由感应衰减信号FID的幅值，如此迭代遍历，直到寻找到自由感应衰减FID信号最大值FID_max为止，从而完成磁共振成像系统射频线圈自动调谐功能，最大值FID_max所对应的调谐电平幅值就是完成调谐操作后的调谐电平输出值Vt_best，在对受试者进行正式扫描期间，谱仪保持幅值为Vt_best的调谐电平输出。

射频线圈自动调谐扫描预备操作：

1)磁共振成像系统预先定义调谐扫描操作参数，这些参数包括但不限于：

·有关定义射频发射波形特征的参数：

射频脉冲波形施加时间(选层梯度脉冲宽度)τp；

射频脉冲幅度设定值RF_amp；

射频脉冲频率设定值Rf_freq；

射频脉冲波形设定RF_shape；

·有关定义射频线圈调谐电平的参数：

调谐电平初始值Vt_initial；

调谐电平最大值Vt_LIM；

调谐电平输出步长初始值Vt_step_initial；

调谐电平输出步长减量值Vt_step_delta；

调谐电平输出步长限定值Vt_step_LIM；

·有关在射频线圈自动调谐扫描操作之前，需要进行初始值设定的参数

遍历次数Count←0；

遍历起始调谐电平Vt_star←Vt_initial；

遍历终点调谐电平Vt_end←Vt_LIM；

调谐电平当前步长Vt_step_current←Vt_step_initial；

调谐电平当前值Vt_current←Vt_star-Vt_step_current；

调谐电平前次值Vt_last←0；

最佳调谐电平值Vt_best←0；

本次自由感应衰减FID信号幅值FID_current←0；

前次自由感应衰减FID信号幅值FID_last←0；

最大自由感应衰减FID信号幅值FID_max←0；

2)对受试者按照常规操作要求，完成患者床摆位和扫描部位线圈安置操作。

射频线圈自动调谐扫描操作流程：

在对受试者完成患者床摆位和扫描部位线圈安置操作后，执行基于调谐评价函数的快速迭代遍历的自动调谐方法的射频线圈自动调谐操作，实现射频接收通道环路的本征频率与磁体中心频率相对应。

对于单通道射频接收线圈，在执行自动调谐操作过程中，谱仪的射频接收单元首先以较大的调谐电平步长Vt_step执行首次遍历，在执行本次遍历时，从初始调谐电平输出开始，按此步长逐次进行数值递变的调谐电平Vt输出，在射频接收期间，谱仪的射频接收单元检测产生的自由感应衰减FID信号，搜寻本次遍历的最大FID信号，当首次检测到FID信号下降时，结束首次遍历，执行后续轮次遍历。在执行后续轮次的遍历中，首先从前次遍历所获得的最大FID信号所对应的调谐电平输出的前一次调谐电平输出值开始，以按规定步长递减的调谐电平输出步长开始新的一次遍历，在此期间，将每次获得的FID信号幅值，直接与已知的FID信号幅度最大值进行比较，记录最大FID信号所对应的调谐电平输出值；当首次检测到FID信号下降时,结束本次遍历；而后再从前次遍历所获得的最大FID信号所对应的直流输出的前一次调谐电平输出值开始，以按规定步长递减的调谐电平输出步长开始新的一次遍历，反复执行遍历，直到调谐电平输出步长小于设定的调谐电平步长值，此时最大FID信号所对应的调谐电平输出值就是本次扫描校准后需要持续输出的调谐电平输出值。

对于多通道射频接收线圈，由于每个射频接收通道环路均需要按照单通道射频接收线圈调谐的方法独立进行频率调谐操作，实现每个射频接收通道环路的本征频率与磁体中心频率相对应，因此，需要对各个通道执行基于射频线圈调谐评价函数的快速迭代遍历的自动调谐方法的自动调谐操作。

为了加快多通道射频接收线圈的调谐速度，在执行射频发射状态期间，首先，谱仪多通道射频接收单元并行输出用于接收线圈各个接收通道的调谐电平，然后，谱仪射频发射单元输出射频脉冲信号，完成磁共振成像的射频激励；在执行射频接收状态期间，谱仪多通道的射频接收单元同时完成各个接收线圈通道信号的接收，并独立进行最大FID信号的检测，确定最佳的调谐电平输出，完成多通道射频接收线圈的调谐遍历。

图4示出了根据本申请的一示例性实施例的磁共振成像系统射频线圈的调谐方法的流程示意图；如图4所示，包括如下步骤：

步骤401，在射频接收状态期间通过射频接收线接收磁共振信号，其中，射频接收线圈包括多个线圈单元，多个线圈单元中的每一个线圈单元均包括可变容抗器和射频阻塞器，可变容抗器串入每一个线圈单元中的谐振回路，谱仪输入给每一个线圈单元的线圈调谐电平经过射频阻塞器施加给可变容抗器，以调整谐振回路的电容量，实现每一个线圈的本征频率的改变；

步骤402，通过谱仪接收射频接收线圈中的每一个线圈单元由于磁共振产生的自由感应衰减信号，基于调谐评价函数的迭代遍历找到自由感应衰减信号的最大值，将最大值对应的调谐电平施加到谐振回路中的可变容抗器的两端。

本实施例中，通过检测射频接收线圈获得的自由感应衰减信号来调节谱仪向线圈单元的谐振回路输出的调谐电平，该调谐电平反向施加到每一个线圈单元的谐振回路中的可变容抗器的两端，用以改变可变容抗器的端电压，根据可变容抗器的结电容随可变容抗器所被施加的端电压的增加而减小的特性，进而改变可变容抗器的结电容，从而改变每一个线圈单元的谐振回路的本征频率，达到射频接收线圈的本征频率与主磁场的磁感应强度相对应，实现射频线圈的频率调谐。

在一实施例中，每一个线圈单元中的可变容抗器的结电容随所加反向端电压的变化区间为0.18-22pF结电容变化区间，可变容抗器反向串联到每一个线圈单元的谐振电路。

在一实施例中，方法还包括：

谱仪输出的最大值对应的调谐电平经过射频阻塞器施加到可变容抗器的两端，形成射频线圈调谐网络。

在一实施例中，基于调谐评价函数的迭代遍历找到自由感应衰减信号的最大值，具体可包括：

谱仪每改变一次调谐电平输出值，对应一个具有与磁感应强度大小相对应的特定中心频率的射频脉冲输出；

在指定延时之后，获取一次对应的自由感应衰减信号的幅值，比较与前次调谐电平输出值情况下所获得的自由感应衰减信号的幅值，进行迭代遍历，直到寻找到自由感应衰减信号的最大值为止。

在一实施例中，方法还可包括：

设定用于迭代遍历的起始调谐电平、终点调谐电平、调谐电平当前值和调谐电平当前步长的初始值；

判断调谐电平步长和起始调谐电平、终点调谐电平是否合适；

如果调谐电平步长和起始调谐电平、终点调谐电平的设置不合适，输出用于修改调谐电平步长、起始调谐电平和终点调谐电平的提示；

如果调谐电平步长和起始调谐电平、终点调谐电平的设置合适，将当前调谐电平步长更新本次调谐电平输出值。

在一实施例中，方法还可包括：

判断本次调谐电平输出值是否大于本次遍历终点调谐电平值；

如果本次调谐电平输出值大于本次遍历终点调谐电平值，控制谱仪保持最佳调谐电平值输出，完成接收线圈单元接收通道环路自动调谐操作；

如果本次调谐电平输出值不大于本次遍历终点调谐电平值，控制谱仪的射频发射单元输出射频开关状态控制信号，使得收发共用型射频线圈接口单元处于射频发射状态，收发共用型线圈处于射频发射状态，射频接收线圈处于失谐状态；以及，

控制谱仪输出第i通道调谐电平，以及控制谱仪发射射频脉冲，并设置射频接收状态，使得收发共用型射频线圈接口单元处于射频接收状态，收发共用型线圈处于射频失谐状态，射频接收线圈处于接收状态，以及使能谱仪射频接收第i通道，读取多通道线圈i通道环路接收的自由感应衰减FID_i信号，其中，i为正整数。

图5示出了根据本申请的再一示例性实施例的磁共振成像系统射频线圈的调谐方法的流程示意图；本实施例给出了多通道射频线圈第i射频接收通道环路的基于调谐评价函数的快速迭代遍历的自动调谐方法，其中，调谐电平变量的前缀Vt_i_，表示谱仪射频接收单元针对多通道射频线圈第i射频接收通道环路的输出的调谐电平变量；自由感应衰减FID_i信号表示谱仪的射频接收单元射频接收第i通道所接收到的多通道线圈第i射频接收通道环路信号，如图5所示，包括如下步骤：

步骤501，设定包含但不仅限于遍历起始调谐电、终点调谐电平、调谐电平当前值和调谐电平当前步长等变量的初始值；

步骤502，判断调谐电平步长和遍历起始调谐电、终点调谐电平等参数的设置是否合适：如果这些参数设置不合适，则输出调谐电平步长、起始和终点调谐电平修改提示，返回步骤501；如果这些参数设置合适，则顺序执行步骤503；

步骤503，用当前调谐电平步长更新本次调谐电平输出值Vt_i_Current Vt_i_current+Vt_i_step；

步骤504，判断本次调谐电平输出值是否大于本次遍历终点调谐电平值，即，Vt_i_current>Vt_i_end？如果本次调谐电平输出值大于本次遍历终点调谐电平值，则转至步骤508；如果本次调谐电平输出值不大于本次遍历终点调谐电平值，则顺序执行步骤505；

步骤505，依次执行：

a)设置射频发送状态：谱仪的射频发射单元输出射频开关状态控制信号，使得收发共用型射频线圈接口单元处于射频发射状态，收发共用型线圈处于射频发射状态，射频接收线圈处于失谐状态；

b)输出第i通道调谐电平：谱仪的射频接收单元输出第N通道调谐电平Vt_i_current；

c)发射射频脉冲：发送预先设定的具有特定幅值、中心频率、初始相位和波形形状的射频脉冲；

d)设置射频接收状态：谱仪的射频发射单元输出射频开关状态控制信号，使得：

收发共用型射频线圈接口单元处于射频接收状态；

收发共用型线圈处于射频失谐状态；

射频接收线圈处于接收状态；

使能谱仪射频接收第i通道，读取多通道线圈i通道环路接收的自由感应衰减FID_i信号；顺序执行步骤506。

步骤506、判断本次读取的FID_i信号幅值是否大于FID_i信号最大值：FID_i_current>FID_i_max？如果本次读取的FID_i信号幅值大于FID_i信号最大值：FID_i_current>FID_i_max，则依次执行：①取当前的FID_i信号幅值为FID_i信号的最大值FID_i_maxFID_i_current；②取当前的调谐电平值为最佳电平输出值Vt_i_best Vt_i_current；③转至步骤503；

如果本次读取的FID_i信号幅值等于FID_i信号最大值：FID_i_current＝FID_i_max，则依次执行：①计算最佳调谐电平输出值：Vt_i_best(Vt_i_max+Vt_i_current)/2；②转至步骤508；

如果本次读取的FID_i信号幅值小于FID_i信号最大值：FID_i_current<FID_i_max,则调整下次遍历的起始调谐电平和终止调谐电平输出值，依次执行如下操作：

①将本次遍历所获得的最大FID_i_信号所对应的调谐电平的前一次调谐电平输出值作为下次遍历的调谐电平起始值Vt_i_star Vt_i_best-Vt_i_step；

②将本次遍历的当前调谐电平的输出值作为下次遍历的终止调谐电平值Vt_i_end Vt_i_current；

③更新下次遍历的调谐电平步长Vt_i_step Vt_i_step-Vt_i_step_delta；

④转至步骤507；

步骤507、判断下次遍历的调谐电平步长是否小于调谐电平步长极限值：Vt_i_step<Vt_i_step_LIM？

a)如果下次遍历的调谐电平步长是不小于调谐电平步长极限值:Vt_i_step≧Vt_i_step_LIM，则依次执行：①更新当前调谐电平值：Vt_i_current Vt_i_star-Vt_i_step；②转至步骤503；

b)如果下次遍历的调谐电平步长是小于调谐电平步长极限值:Vt_i_step<Vt_i_step_LIM,则顺序执行步骤508；

步骤508、谱仪保持对第i通道最佳调谐电平值Vt_i_best输出，完成接收线圈第i射频接收通道环路自动调谐操作。

通过上述实施例，本申请通过获得最大自由感应衰减FID信号，找到最佳调谐电平Vt_best，实现射频线圈自动调谐，对于个体受试者，在扫描期间，只要谱仪持续输出数值为Vt_best的调谐电平，就能保证射频线圈实现调谐，获得最大信噪比的图像。

本领域技术人员在考虑说明书及实践这里公开的发明后，将容易想到本申请的其它实施方案。本申请旨在涵盖本申请的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本申请的一般性原理并包括本申请未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本申请的真正范围和精神由下面的权利要求指出。

还需要说明的是，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、商品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、商品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、商品或者设备中还存在另外的相同要素。

以上所述仅为本申请的较佳实施例而已，并不用以限制本申请，凡在本申请的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请保护的范围之内。

Claims (10)

1.一种磁共振成像系统射频线圈的调谐装置，其特征在于，所述装置包括：谱仪和射频接收线圈；其中，

所述射频接收线圈，用于在射频接收状态期间接收磁共振信号；所述射频接收线圈包括多个线圈单元，所述多个线圈单元中的每一个线圈单元均包括可变容抗器和射频阻塞器，可变容抗器串入所述每一个线圈单元中的谐振回路，所述谱仪输入给所述每一个线圈单元的线圈调谐电平经过所述射频阻塞器施加给所述可变容抗器，以调整所述谐振回路的电容量，实现所述每一个线圈单元的本征频率的改变；

所述谱仪，用于接收所述射频接收线圈中的每一个线圈单元由于磁共振产生的自由感应衰减信号，基于调谐评价函数的迭代遍历找到自由感应衰减信号的最大值，将所述最大值对应的调谐电平施加到所述谐振回路中的所述可变容抗器的两端。

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述每一个线圈单元中的可变容抗器反向串联到所述每一个线圈单元的谐振电路。

3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述谱仪输出的与自由感应衰减信号最大值所对应的调谐电平经过所述射频阻塞器施加到所述可变容抗器的两端，形成射频线圈调谐网络。

4.根据权利要求1-3任一所述的装置，其特征在于，所述谱仪基于调谐评价函数的迭代遍历找到自由感应衰减信号的最大值，具体包括：

所述谱仪每改变一次调谐电平输出值，对应一个具有与磁感应强度大小相对应的特定中心频率的射频脉冲输出，在指定延时之后，获取一次对应的自由感应衰减信号的幅值，比较与前次调谐电平输出值情况下所获得的自由感应衰减信号的幅值，进行迭代遍历，直到寻找到自由感应衰减信号的最大值为止。

5.一种磁共振成像系统射频线圈的调谐方法，其特征在于，所述方法包括：

在射频接收状态期间通过射频接收线圈接收磁共振信号，其中，所述射频接收线圈包括多个线圈单元，所述多个线圈单元中的每一个线圈单元均包括可变容抗器和射频阻塞器，可变容抗器串入所述每一个线圈单元中的谐振回路，谱仪输入给每一个线圈单元的线圈调谐电平经过所述射频阻塞器施加给所述可变容抗器，以调整所述谐振回路的电容量，实现所述每一个线圈单元的本征频率的改变；

通过所述谱仪接收所述射频接收线圈中的每一个线圈单元由于磁共振产生的自由感应衰减信号，基于调谐评价函数的迭代遍历找到自由感应衰减信号的最大值，将所述最大值对应的调谐电平施加到所述谐振回路中的所述可变容抗器的两端。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述每一个线圈单元中的可变容抗器反向串联到所述每一个线圈单元的谐振电路。

7.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

所述谱仪输出的最大值对应的调谐电平经过所述射频阻塞器施加到所述可变容抗器的两端，形成射频线圈调谐网络。

8.根据权利要求5-7任一所述的方法，其特征在于，所述基于调谐评价函数的迭代遍历找到自由感应衰减信号的最大值，具体包括：

所述谱仪每改变一次调谐电平输出值，对应一个具有与磁感应强度大小相对应的特定中心频率的射频脉冲输出；

在指定延时之后，获取一次对应的自由感应衰减信号的幅值，比较与前次调谐电平输出值情况下所获得的自由感应衰减信号的幅值，进行迭代遍历，直到寻找到自由感应衰减信号的最大值为止。

9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

设定用于迭代遍历的起始调谐电平、终点调谐电平、调谐电平当前值和调谐电平当前步长的初始值；

判断所述调谐电平步长和所述起始调谐电平、所述终点调谐电平是否合适；

如果调谐电平步长和所述起始调谐电平、所述终点调谐电平的设置不合适，输出用于修改所述调谐电平步长、所述起始调谐电平和所述终点调谐电平的提示；

如果调谐电平步长和所述起始调谐电平、所述终点调谐电平的设置合适，用所述当前调谐电平步长更新本次调谐电平输出值。

10.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

判断本次调谐电平输出值是否大于本次遍历终点调谐电平值；

如果所述本次调谐电平输出值大于所述本次遍历终点调谐电平值，控制所述谱仪保持最佳调谐电平值输出，完成接收所述线圈单元接收通道环路自动调谐操作；

如果本次调谐电平输出值不大于本次遍历终点调谐电平值，控制所述谱仪的射频发射单元输出射频开关状态控制信号，使得收发共用型射频线圈接口单元处于射频发射状态，收发共用型线圈处于射频发射状态，射频接收线圈处于失谐状态；以及，

控制所述谱仪输出第i通道调谐电平，以及控制所述谱仪发射射频脉冲，并设置射频接收状态，使得收发共用型射频线圈接口单元处于射频接收状态，收发共用型线圈处于射频失谐状态，射频接收线圈处于接收状态，以及使能谱仪射频接收第i通道，读取多通道线圈i通道环路接收的自由感应衰减FID_i信号，其中，i为正整数。