CN106324536B - 磁共振成像系统和方法 - Google Patents

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Abstract

本发明题为“磁共振成像系统和方法”。用于与磁共振成像装置（10）一起使用的并行成像的方法包括产生贯穿目标体积（55）的纵向磁场B0、产生贯穿目标体积（55）的大体上垂直于B0的横向磁场B1、将多个RF脉冲发送到目标体积（55）、利用表面线圈（57）响应于RF脉冲的发送从目标体积（55）内的目标采集第一MRI数据以及利用体线圈（56）响应于RF脉冲的发送从目标体积（55）内的目标采集第二MRI数据，其中第一MRI数据和第二MRI数据的采集大致同时发生。

Description

磁共振成像系统和方法
技术领域
本发明的实施例大体上涉及磁共振成像，并且更具体地，涉及用于提高磁共振成像设备的并行成像性能的系统和方法。
背景技术
大体上，通过对例如患者的身体等目标对象施加来自“场”或“极化”线圈的大的均匀磁场（“B0”）来获得磁共振图像。该大的均匀场大致使目标对象内分子中的光子的量子自旋对齐，但化学性质截然不同的分子内光子的自旋将继续以截然不同的拉莫尔频率旋进。通过简单施加来自“发送线圈”的大体上横过B0的脉冲RF场（“B1”），激发具有以与脉冲RF匹配的拉莫尔频率旋进的自旋的分子的光子，这是可能的。因为激发光子松弛回到它们的较低能量常态，它们发射可以被“接收线圈”检测到的RF能量，该接收线圈可与发送线圈相同或分离。检测的RF能量记录为强度数据，其然后通过已知手段来处理以便获得各种化学物质在哪里以及如何设置在目标对象内的视觉近似或图像。
如提到的，RF线圈在MRI系统中用于发送RF激励信号并且接收由成像对象发射的MR信号。各种类型的RF线圈可在例如通体线圈和RF表面（或局部）线圈等MRI系统中使用。典型地，通体RF线圈用于发送RF激励信号，但通体RF线圈还可配置成接收MRI信号。一个或多个（例如，阵列）表面线圈可以用作接收线圈来检测MRI信号或在某些应用中发送RF激励信号。表面线圈可紧密靠近对象中的感兴趣区域放置并且为了接收，典型地产生比通体RF线圈更高的信噪比（SNR）。
与上文相关，表面RF线圈阵列可以用于“并行成像”：一种为了加速MR数据采集并且减少扫描时间而开发的技术。在并行成像中，多个接收RF线圈从感兴趣区域或体积采集（或接收）数据。一般，并行成像加速率依赖于几何因子（“g因子”），其自身取决于线圈几何形状和接收线圈阵列的线圈通道密度。因此，因为较小尺寸线圈元件和高通道计数显示出产生较好（较小）几何因子，常规做法是使用较小尺寸的线圈元件来增加线圈密度以便实现高的加速度并行成像。然而，这样的现有技术可导致感兴趣区域中B1渗透减少，这使阵列的基本SNR直接减少。这最终可以使由于总并行成像性能的几何因子提高的增益减小或甚至无效，这不仅依赖于g因子，而且还依赖于图像的基本SNR，如由以下方程所证实的：
Figure DEST_PATH_IMAGE002
其中SNRπ是并行成像SNR，SNRbase是没有加速度的基本SNR，并且R是扫描时间减少因子。
因此，所需要的是提高总并行成像性能的系统和方法，并且特别是提高并行成像加速率而不使阵列的基本SNR减少的系统和方法。
发明内容
在实施例中，提供用于与磁共振成像装置一起使用的并行成像的方法。该方法包括产生贯穿目标体积的纵向磁场B0、在目标体积中产生大体上垂直于B0的横向磁场B1、将多个RF脉冲发送到目标体积、利用表面线圈响应于RF脉冲的发送从目标体积内的目标采集第一MRI数据以及利用体线圈响应于RF脉冲的发送从目标体积内的目标采集第二MRI数据的步骤。第一MRI数据和第二MRI数据的采集大致同时发生。
在实施例中，提供磁共振成像系统。该系统包括：环绕目标体积的体线圈组件，该体线圈组件配置成采用发送模式将多个RF脉冲发送到目标体积；和靠近目标体积设置的表面线圈组件，该表面线圈组件电耦合于多个第一接收通道，其配置成从目标体积内的目标接收第一RF信号。体线圈组件电耦合于多个第二接收通道，其配置成采用接收模式从目标接收第二RF信号。第二RF信号被卷线圈采集并且第一RF信号同时被表面线圈组件采集。
在实施例中，提供用于与磁共振成像装置一起使用的并行成像的方法。该方法包括利用采用体线圈发送模式操作的体线圈将多个RF脉冲发送到目标体积、利用采用表面线圈接收模式操作的表面线圈从目标体积内的目标采集第一磁共振成像信号、利用采用体线圈接收模式操作的体线圈使体线圈与表面线圈之间的相互耦合减少以及利用采用体线圈接收模式操作的体线圈从目标体积内的目标采集第二磁共振信号的步骤，其中第一磁共振信号和第二磁共振信号的采集大致同时发生。
技术方案1：一种用于与磁共振成像装置一起使用的并行成像的方法，所述方法包括以下步骤：产生贯穿目标体积的纵向磁场B0；产生贯穿目标体积的大体上垂直于B0的横向磁场B1；将多个RF脉冲发送到所述目标体积；利用表面线圈，响应于RF脉冲的发送从所述目标体积内的目标采集第一MRI数据；以及利用体线圈，响应于RF脉冲的发送从所述目标体积内的目标采集第二MRI数据；其中所述第一MRI数据和所述第二MRI数据的采集大致同时发生。
技术方案2：如技术方案1所述的方法，其进一步包括以下步骤：在MRI数据采集期间使所述体线圈与所述表面线圈之间的互耦减少。
技术方案3：如技术方案2所述的方法，其中：使所述体线圈与所述表面线圈之间的互耦减少的步骤包括产生高阻断阻抗以在接收所述第二MRI数据时使所述体线圈中的RF电流减少。
技术方案4：如技术方案3所述的方法，其中：所述体线圈是鸟笼型体线圈。
技术方案5：如技术方案4所述的方法，其中：所述高阻断阻抗在所述鸟笼型体线圈上的四个点处产生，所述四个点沿所述鸟笼型体线圈的端环每九十度分布。
技术方案6：如技术方案4所述的方法，其中：所述表面线圈是单通道线圈，其具有单个接收通道用于接收代表所述第一MRI数据的第一信号。
技术方案7：如技术方案4所述的方法，其中：所述表面线圈是多通道线圈，其具有多个接收通道用于接收代表所述第一MRI数据的第一信号。
技术方案8：如技术方案7所述的方法，其中：所述鸟笼型体线圈包括至少两个接收通道，用于接收代表所述第二MRI数据的第二信号。
技术方案9：如技术方案1所述的方法，其中：所述目标包括患者的躯干。
技术方案10：一种磁共振成像系统，其包括：体线圈组件，其环绕目标体积，所述体线圈组件配置成采用发送模式将多个RF脉冲发送到所述目标体积；和表面线圈组件，其靠近所述目标体积设置，所述表面线圈组件电耦合于多个第一接收通道，其配置成从所述目标体积内的目标接收第一RF信号；其中所述体线圈组件电耦合于多个第二接收通道，其配置成采用接收模式从所述目标接收第二RF信号；以及其中所述第二RF信号被所述卷线圈采集并且所述第一RF信号同时被所述表面线圈组件采集。
技术方案11：如技术方案10所述的磁共振成像系统，其进一步包括：至少一个低输入前置放大器，其电耦合于所述体线圈组件，所述低输入前置放大器配置成产生高阻断阻抗以使采用所述接收模式的体线圈组件的线圈元件中的RF电流减少。
技术方案12：如技术方案11所述的磁共振成像系统，其中：所述高阻断阻抗由并行LC谐振电路产生。
技术方案13：如技术方案11所述的磁共振成像系统，其中：所述至少一个低输入前置放大器是四个低输入前置放大器，其在所述体线圈组件上的四个点处电耦合于所述体线圈组件。
技术方案14：如技术方案13所述的磁共振成像系统，其中：所述体线圈组件是鸟笼型体线圈。
技术方案15：如技术方案14所述的磁共振成像系统，其中：所述四个点沿所述鸟笼型体线圈的端环每九十度分布。
技术方案16：如技术方案15所述的磁共振成像系统，其中：所述多个第二接收通道是两个第二接收通道。
技术方案17：如技术方案10所述的磁共振成像系统，其进一步包括：极化磁体，其配置成产生贯穿目标体积的纵向磁场B0。
技术方案18：如技术方案17所述的磁共振成像系统，其中：所述体线圈配置成产生贯穿目标体积的大体上垂直于B0的横向磁场B1。
技术方案19：一种用于与磁共振成像装置一起使用的并行成像的方法，所述方法包括以下步骤：利用采用体线圈发送模式操作的体线圈将多个RF脉冲发送到目标体积；利用采用表面线圈接收模式操作的表面线圈从所述目标体积内的目标采集第一磁共振成像信号；利用采用体线圈接收模式操作的体线圈使所述体线圈与所述表面线圈之间的相互耦合减少；以及利用采用所述体线圈接收模式操作的体线圈从所述目标体积内的目标采集第二磁共振信号；其中所述第一磁共振信号和所述第二磁共振信号的采集大致同时发生。
技术方案20：如技术方案19所述的方法，其中：使所述体线圈与所述表面线圈之间的互耦减少的步骤包括在所述体线圈中产生高阻断阻抗以在采集所述第二磁共振信号时使所述体线圈中的RF电流减少。
技术方案21：如技术方案19所述的方法，其中：所述体线圈是鸟笼型体线圈。
技术方案22：如技术方案21所述的方法，其中：所述表面线圈具有多个通道用于接收所述第一磁共振信号；并且所述鸟笼型体线圈具有至少两个通道用于接收所述第二磁共振信号。
示例1：一种用于与磁共振成像装置（10）一起使用的并行成像的方法，所述方法包括以下步骤：产生贯穿目标体积（55）的纵向磁场B0；产生贯穿目标体积（55）的大体上垂直于B0的横向磁场B1；将多个RF脉冲发送到所述目标体积（55）；利用表面线圈（57），响应于RF脉冲的发送从所述目标体积（55）内的目标采集第一MRI数据；以及利用体线圈（56），响应于RF脉冲的发送从所述目标体积（55）内的目标采集第二MRI数据；其中所述第一MRI数据和所述第二MRI数据的采集大致同时发生。
示例2：如示例1所述的方法，其进一步包括以下步骤：在MRI数据采集期间使所述体线圈（56）与所述表面线圈（57）之间的互耦减少。
示例3：如示例2所述的方法，其中：使所述体线圈（56）与所述表面线圈（57）之间的互耦减少的步骤包括产生高阻断阻抗以在接收所述第二MRI数据时使所述体线圈（56）中的RF电流减少。
示例4：如示例3所述的方法，其中：所述体线圈（56）是鸟笼型体线圈。
示例5：如示例4所述的方法，其中：所述高阻断阻抗在所述鸟笼型体线圈上的四个点处产生，所述四个点沿所述鸟笼型体线圈的端环每九十度分布。
示例6：如示例4所述的方法，其中：所述表面线圈（57）是单通道线圈，其具有单个接收通道用于接收代表所述第一MRI数据的第一信号。
示例7：如示例4所述的方法，其中：所述表面线圈（57）是多通道线圈，其具有多个接收通道用于接收代表所述第一MRI数据的第一信号。
示例8：如示例7所述的方法，其中：所述鸟笼型体线圈（56）包括至少两个接收通道，用于接收代表所述第二MRI数据的第二信号。
示例9：如示例1所述的方法，其中：所述目标包括患者的躯干。
示例10：一种磁共振成像系统（10），其包括：体线圈组件（56），其环绕目标体积（55），所述体线圈组件（56）配置成采用发送模式将多个RF脉冲发送到所述目标体积（55）；和表面线圈组件（57），其靠近所述目标体积（55）设置，所述表面线圈组件（57）电耦合于多个第一接收通道，其配置成从所述目标体积（55）内的目标接收第一RF信号；其中所述体线圈组件（56）电耦合于多个第二接收通道，其配置成采用接收模式从所述目标接收第二RF信号；以及其中所述第二RF信号被所述体线圈（56）采集并且所述第一RF信号同时被所述表面线圈组件（57）采集。
示例11：如示例10所述的磁共振成像系统（10），其进一步包括：至少一个低输入前置放大器（104），其电耦合于所述体线圈组件（56），所述低输入前置放大器配置成产生高阻断阻抗以使采用所述接收模式的体线圈（56）组件的线圈元件中的RF电流减少。
示例12：如示例11所述的磁共振成像系统（10），其中：所述高阻断阻抗由并行LC谐振电路（112）产生。
示例13：如示例11所述的磁共振成像系统（10），其中：所述至少一个低输入前置放大器（104）是四个低输入前置放大器，其在所述体线圈（56）组件上的四个点处电耦合于所述体线圈（56）组件。
示例14：如示例13所述的磁共振成像系统（10），其中：所述体线圈组件（56）是鸟笼型体线圈。
示例15：如示例14所述的磁共振成像系统，其中：所述四个点沿所述鸟笼型体线圈的端环每九十度分布。
附图说明
本发明将参考附图阅读从阅读非限制性实施例的下列描述中更好理解，其中在下文：
图1示意描绘包含本发明的实施例的示范性磁共振成像（MRI）系统。
图2是与图1中示出的MRI系统的体线圈馈电回路操作连接的并行LC谐振电路的示意图。
图3是图1中示出的MRI系统的鸟笼型体线圈的示意图示。
图4是图3的鸟笼型体线圈的轴向图。
图5是示出如与传统的2端口馈电设计相比的4端口馈电鸟笼型体线圈的B1图的仿真结果的图。
具体实施方式
在下文将详细参考本发明的示范性实施例，其的示例在附图中图示。在可能的情况下，在整个图中使用的相同参考字符指相同或类似的部件，而没有重复描述。尽管本发明的示范性实施例关于MRI体（发送）线圈和MRI表面（接收）线圈阵列描述，本发明的实施例可大体上也能适用与并行线圈RF收发器一起使用。
如本文使用的，术语“大致”、“大体上”和“大约”指示相对于适合实现部件或组件的功能目的的理想期望条件在合理可实现制造和组装公差内的条件。如本文使用的，“电耦合”、“电连接”和“电通信”意指所引用的元件直接或间接连接使得电流可从一个流到另一个。连接可包括直接传导连接（即，没有中间电容、感应或有源元件）、感应连接、电容连接和/或任何其他适合的电连接。可存在中间元件。
图1示出包含本发明的实施例的示范性磁共振成像（MRI）系统10的主要部件。从操作员控制台12控制系统的操作，该操作员控制台12包括键盘或其他输入设备13、控制面板14和显示屏16。输入设备13可以包括鼠标、操纵杆、键盘、轨迹球、触摸式激活屏、光索、语音控制或任何相似或等同的输入设备，并且可用于交互式几何指示。控制台12通过链路18与使操作员能够控制图像的在显示屏16上的产生和显示的独立计算机系统20通信。计算机系统20包括通过底板20a而彼此通信的许多模块。
计算机系统20的模块包括图像处理器模块22、CPU模块24和存储器模块26，其可包括用于存储图像数据阵列的帧缓冲器。计算机系统20链接到存档媒体设备、永久或备份存储器设备或网络以用于存储图像数据和程序，并且通过高速信号链路34与独立MRI系统控制32通信。计算机系统20和MRI系统控制32共同形成“MRI控制器”33。
MRI系统控制32包括通过底板32a而连接在一起的一组模块。这些包括CPU模块36以及脉冲发生器模块38。CPU模块36通过数据链路40连接到操作员控制台12。MRI系统控制32从操作员接收命令来指示要执行的扫描序列是通过链路40。CPU模块36操作系统部件来实施期望的扫描序列并且产生这样的数据，其指示产生的RF脉冲的时序、强度和形状以及数据采集窗口的时序和长度。CPU模块36连接到MRI控制器33所操作的若干部件，其包括脉冲发生器模块38（其控制梯度放大器42，在下文进一步论述）、生理采集控制器（“PAC”）44和扫描室接口电路46。
CPU模块36从生理采集控制器44接收患者数据，该生理采集控制器44从连接到患者的许多不同的传感器接收信号，例如来自附连到患者的电极的ECG信号。并且最后，CPU模块36从扫描室接口电路46接收来自与患者和磁体系统的条件关联的各种传感器的信号。MRI控制器33命令患者定位系统48使患者或客户C移向期望位置以用于扫描也是通过扫描室接口电路46的。
脉冲发生器模块38操作梯度放大器42来实现在扫描期间产生的梯度脉冲的期望时序和形状。由脉冲发生器模块38产生的梯度波形应用于梯度放大器系统42，其具有Gx、Gy和Gz放大器。每个梯度放大器激励梯度线圈组件中的对应物理梯度线圈（大体上指示为50）来产生用于空间编码采集信号的磁场梯度。梯度线圈组件50形成磁体组件52的部分，其还包括极化磁体54（其在操作中在被磁体52包围的整个目标体积55中提供均匀的纵向磁场B0）和通体（发送和接收）RF线圈56（其在操作中提供贯穿目标体积55的大体上垂直于B0的横向磁场B1）。
在本发明的实施例中，RF线圈56是多通道线圈。MRI装置还包括表面（接收）线圈57，其可以是单或多通道。MRI系统控制32中的收发器模块58产生脉冲，其被RF放大器60放大并且通过发送/接收开关62而耦合于RF线圈56。所得的由患者中的激发核发射的信号可被相同RF线圈56以及被专用接收线圈57感测，并且通过发送/接收开关62而耦合于前置放大器64。放大的MR信号在收发器58的接收段中被解调、过滤和数字化。发送/接收开关62被来自脉冲发生器模块32的信号所控制以在发送模式期间使RF放大器60电连接到线圈56并且在接收模式期间使前置放大器64连接到线圈56。发送/接收开关62还可以使表面RF线圈57能够在发送模式或接收模式中使用。
按照常规，处于接收模式的表面线圈57将耦合于体线圈56（以与其相同的频率共振），以便最佳地接收在发送模式期间发送的RF脉冲的回声。然而，在表面RF线圈57未用于发送的情况下，则它在体线圈56在发送RF脉冲时将有必要使表面线圈57与体线圈56去耦。按照常规，去耦将使用二极管来激活与表面线圈57操作连接的去谐电路而完成。用于去耦的其他方法在本领域内也是众所周知的，例如在美国专利号8,207,736中描述的那些，其通过引用合并于此。
在多通道RF线圈56和/或表面线圈57拾取由目标的激励所产生的RF信号之后，收发器模块58使这些信号数字化。MRI控制器33然后通过傅里叶变换来处理数字化信号以产生k空间数据，其然后经由MRI系统控制32被传输到存储器模块66，或其他计算机可读介质。“计算机可读介质”可包括例如配置使得电、光或磁状态可采用常规计算机可感知且可再生的方式固定的结构：例如打印到纸上或在屏幕、光盘或其他光存储介质；闪速存储器、EEPROM、SDRAM或其他电存储介质；软盘或其他磁盘、磁带或其他磁存储介质上显示的文本或图像。
当在计算机可读介质66中采集原始k空间数据阵列时，扫描是完整的。该原始k空间数据对于要重建的每个图像重设为独立k空间数据阵列，并且这些中的每个被输入阵列处理器68，其操作成将数据傅里叶变换为图像数据阵列。该图像数据通过数据链路34被输送到计算机系统20，在这里它存储在存储器中。响应于从操作员控制台12接收的命令，该图像数据可在长期存储中存档或它可被图像处理器22进一步处理并且输送到操作员控制台12且在显示器16上呈现。
为了提高总并行成像性能并且特别提高并行成像加速率而不使线圈阵列的基本SNR降低，本发明除处于接收模式的表面线圈57的接收通道外预想还使用体线圈56的接收通道。特别地，在实施例中，MRI系统10使用来自体线圈通道的同时用表面线圈阵列采集的信号以进一步提高MRI的并行成像性能。
例如，在实施例中，表面线圈57具有多个接收通道，例如N数量个接收通道，其配置成拾取由目标激励所产生的RF信号，其中N是大于0的整数。除表面线圈57的N个接收通道外，由目标激励所产生的RF信号也被体线圈56的两个接收通道所采集。在实施例中，体线圈56是鸟笼型体线圈。将鸟笼型体线圈56的两个接收通道添加到N通道表面阵列将使整个接收线圈组件阵列的通道计数从N通道表面线圈阵列增加到N+2通道阵列。视场（FOV）内该价高接收通道计数导致较小的g因子并且从而更高的加速度。
如上文所指的，典型地，体线圈和接收线圈互斥。在发送模式中，体线圈56将典型地被使能来发送RF脉冲并且接收线圈（典型地，表面线圈57）将被禁用或去耦。相似地，在体线圈56将被使能时，在接收模式中，接收线圈（即，表面线圈阵列57）将由于它们对MR信号接收的高SNR而被启用。确实，体线圈56与表面线圈57之间的互耦可以使图像质量下降。
与上文有关，为了同时使用鸟笼型体线圈56的两个接收通道与表面线圈57的接收通道而不损害系统10的总性能，即不以图像质量为代价来实现较高成像加速率，特定体馈电方案可用于减少RF线圈之间的互耦。
参考图2-5，前置放大器接口方案应用于体线圈56以便减少体线圈56与表面线圈阵列57之间的互耦。特别地，前置放大器去耦技术使用低输入阻抗前置放大器来产生高阻断阻抗以在从连接的线圈回路接收MR信号时使体线圈回路中的RF电流减少。线圈阵列的每个线圈元件中RF电流的减少导致RF阵列的线圈元件之间的互耦减少。更具体地，体线圈56中的电流减少导致接收表面线圈阵列57与体线圈56之间的感应耦合减少。因此，体线圈56的两个接收通道可与表面线圈阵列57的接收通道同时使用来实现较高成像加速率而未使阵列的基本SNR大大降低并且因此未损害总性能。
特别参考图2，与接收表面线圈设计相似的半波传送线100、102可用于连接低输入阻抗前置放大器104、106和每个体线圈馈电回路108、110。前置放大器低输入阻抗被传输到馈电或匹配点。匹配电路（例如，并行LC谐振电路112、114）创建高阻断阻抗。
合成高阻抗使体线圈56的每个馈电回路中的流动电流减少或阻断它。因此，表面接收线圈57与体线圈56之间的互感耦合在接收模式减少。然而，如将容易意识到的，简单地在任意馈电回路或点处创建高阻抗破坏鸟笼型体线圈56的对称性，需要该对称性来产生对称且均匀的接收B1场图。为了在创建一些高阻抗点时保持鸟笼型体线圈56的对称性，四个端口用于馈送或接收信号。在实施例中，这四个端口沿鸟笼型端环每九十度分布。图3和4描绘处于接收模式的四端口馈电鸟笼型体线圈56。
由于前置放大器去耦，鸟笼型体线圈56的每个环未共享相同阻抗。创建的高阻抗点右-左且在前部位置对称分布。图5图示具有前置放大器去耦的4端口馈电鸟笼56（在120处示出）的B1图的仿真结果，其与传统的2端口馈电鸟笼型设计（在130处示出）相同。如将容易意识到的，四个高阻抗网格完全不影响B1均匀性。
如将容易意识到的，该技术使表面线圈阵列和体线圈两者都能够采用接收模式以较少的互耦操作来实现较好的信噪比。特别地，这允许体线圈56的两个接收通道与表面线圈57的接收通道同时使用以便在视场内实现较高通道计数，这进而导致较小的g因子和较高并行成像SNR。因为与体线圈56的前置放大器软去耦在接收模式提供额外去耦，技术使表面线圈阵列57上需要的有源去耦电路减少。由于去耦电路产生噪声作为副作用，有源去耦电路中这样的减少提供体线圈56的高本征SNR。
一般，通过提高基本SNR和g因子两者，同时使用MRI系统10的鸟笼型体线圈56的两个接收通道与表面线圈阵列57的接收通道来采集MR信号提高了总并行成像性能，其包括SNR提高和扫描时间减少。在实施例中，系统10可用于躯干腹部成像，其中从鸟笼型体线圈56添加两个通道接收器可以提高深层组织中的基本SNR并且减少g因子，但本发明不意在局限于任何特定应用。不管应用如何，除使用局部表面线圈来以提高的g因子和基本SNR提高并行成像性能外，本发明还使用卷线圈，例如鸟笼型体线圈。
在实施例中，本发明预想新的并行成像应用，例如在AP方向上实现加速并行成像而不借助使用前表面线圈。
在再其他实施例中，对于表面线圈阵列组件和鸟笼型体线圈，通过向表面线圈阵列增加鸟笼型体线圈灵敏度（其包括B1相信息），g因子可减少并且基本SNR提高。与此有关，鸟笼型体线圈因它们的空间均匀性而众所周知并且主要用于发送RF脉冲，如本文论述的。在此以前认为添加两个通道形成体线圈对改变g因子并未增加什么价值，因为g因子很大程度上依赖磁场B1空间信息。确实，空间均匀的B1对 g因子将完全没有贡献。
然而，鸟笼型线圈的相对均匀的B1分布仅在真空或非传导介质中存在，例如硅油人体模型。人组织内部鸟笼型线圈的B1在磁场强度由于波长效应而增加时变得越来越不均匀。如通常观察到的，从硅油人体模型采集的图像比从3T处的体内成像采集的均匀得多，因为来自鸟笼型体线圈的I和Q通道的B1的幅度和相位两者都失真。
此外，g因子计算不仅借助幅度而且还借助线圈B1灵敏度的相位空间分布。即使真空中鸟笼型体线圈的幅度相对均匀，发现鸟笼型体线圈的B1相位在真空中显示明显的空间变化。因此，在实施例中，在鸟笼型体线圈灵敏度的B1的幅度和相位中的本征相位空间变化和感应B1变化两者都可以用于进一步提高通体组件阵列的总g因子，例如上文描述的N通道表面线圈阵列加上2通道鸟笼型体线圈。
尽管上文描述的本发明的实施例公开同时使用鸟笼型体线圈的接收通道与表面线圈组件的接收通道来采集MRI数据，本发明在该方面不这样受限制。特别地，预想其他类型的体线圈或体线圈阵列可以采用相似的方式使用以同时采集MRI数据。例如，体线圈可以是横向电磁（TEM）卷线圈，其典型地具有8至32个通道。与此有关，因为许多通道，多个前置放大器可用于使表面线圈去耦并且实现与上文描述的实施例相似的提高的并行成像性能。
在实施例中，提供用于与磁共振成像装置一起使用的并行成像的方法。方法包括以下步骤：产生贯穿目标体积的纵向磁场B0、产生贯穿目标体积的大体上垂直于B0的横向磁场B1、将多个RF脉冲发送到目标体积、利用表面线圈响应于RF脉冲的发送从目标体积内的目标采集第一MRI数据以及利用体线圈响应于RF脉冲的发送从目标体积内的目标采集第二MRI数据。第一MRI数据和第二MRI数据的采集大致同时发生。方法还可包括使在MRI数据采集期间体线圈与表面线圈之间的互耦减少的步骤。在实施例中，使体线圈与表面线圈之间的互耦减少的步骤包括产生高阻断阻抗以在接收第二MRI数据时使体线圈中的RF电流减少。在实施例中，体线圈是鸟笼型体线圈。在实施例中，在鸟笼型体线圈上的四个点处产生高阻断阻抗，这四个点沿鸟笼型体线圈的端环每九十度分布。在实施例中，表面线圈是单通道线圈，其具有单个接收通道用于接收代表第一MRI数据的第一信号。在另一个实施例中，表面线圈可以是多通道线圈，其具有多个接收通道用于接收代表第一MRI数据的第一信号。在实施例中，鸟笼型体线圈包括至少两个接收通道，用于接收代表第二MRI数据的第二信号。在实施例中，目标可包括患者的躯干。
在实施例中，提供磁共振成像系统。该系统包括：环绕目标体积的体线圈组件，该体线圈组件配置成采用发送模式将多个RF脉冲发送到目标体积；和靠近目标体积设置的表面线圈组件，该表面线圈组件电耦合于多个第一接收通道，其配置成从目标体积内的目标接收第一RF信号。体线圈组件电耦合于多个第二接收通道，其配置成采用接收模式从目标接收第二RF信号。第二RF信号被卷线圈采集并且第一RF信号同时被表面线圈组件采集。在实施例中，磁共振成像系统可包括至少一个低输入前置放大器，其电耦合于体线圈组件。低输入前置放大器配置成产生高阻断阻抗以采用接收模式使体线圈组件的线圈元件中的RF电流减少。在实施例中，高阻断阻抗由并行LC谐振电路产生。在实施例中，至少一个低输入前置放大器是四个低输入前置放大器，其在体线圈组件上的四个点处电耦合于体线圈组件。在实施例中，体线圈组件是鸟笼型体线圈。在实施例中，四个点沿鸟笼型体线圈的端环每九十度分布。在实施例中，多个第二接收通道是两个第二接收通道。在实施例中，系统还可包括极化磁体，其配置成产生贯穿目标体积的纵向磁场B0。在实施例中，体线圈配置成产生贯穿目标体积的大体上垂直于B0的横向磁场B1。
在实施例中，提供用于与磁共振成像装置一起使用的并行成像的方法。该方法包括以下步骤：利用采用体线圈发送模式操作的体线圈向目标体积发送多个RF脉冲、利用采用表面线圈接收模式操作的表面线圈从目标体积内的目标采集第一磁共振信号、利用采用体线圈接收模式操作的体线圈使体线圈与表面线圈之间的互耦减少以及利用采用体线圈接收模式操作的体线圈从目标体积内的目标采集第二磁共振信号，其中第一磁共振信号和第二磁共振信号的采集大致同时发生。在实施例中，使体线圈与表面线圈之间的互耦减少的步骤包括在体线圈中产生高阻断阻抗以在采集第二磁共振信号时使体线圈中的RF电流减少。在实施例中，体线圈是鸟笼型体线圈。在实施例中，表面线圈具有多个通道用于接收第一磁共振信号并且鸟笼型体线圈具有至少两个通道用于接收第二磁共振信号。
要理解上文的描述意在为说明性而非限制性的。例如，上文描述的实施例（和/或其方面）可互相结合使用。另外，可做出许多修改以使特定情况或材料适应本发明的教导而不偏离它的范围。
尽管本文描述的材料的尺寸和类型意在限定本发明的参数，它们绝不是限制性而是示范性实施例。在回顾上文的描述时，许多其他实施例对于本领域内技术人员将是明显的。本发明的范围因此应该参考附上的权利要求与这样的权利要求拥有的等同物的全范围而确定。在附上的权利要求中，术语“包含”和“在…中”用作相应术语“包括”和“其中”的易懂语的等同物。此外，在下列权利要求中，例如“第一”、“第二”、“第三”、“上”、“下”、“底部”、“顶部”等术语仅仅用作标签，并且不意在对它们的对象施加数值或位置要求。此外，下列权利要求的限制没有采用部件加功能格式书写并且不意在基于35U.S.C§112的第六段解释，除非并且直到这样的权利要求限定明确地使用后跟功能描述而无其他结构的短语“用于…的部件”。
该书面描述使用示例来公开本发明的若干实施例，其包括最佳模式，并且还使本领域内普通技术人员能够实践本发明的实施例，包括制作和使用任何设备或系统和进行任何包含的方法。本发明的专利范围由权利要求限定，并且可包括本领域内普通技术人员想到的其他示例。这样的其他示例如果其具有不与权利要求的书面语言不同的结构元件，或者如果其包括与权利要求的书面语言无实质区别的等同结构元件则意在权利要求的范围内。
如本文使用的，采用单数列举的并且具有单词“一”或“一个”在前的元件或步骤应该理解为不排除复数个所述元件或步骤，除非这样的排除明确地规定。此外，对本发明的“一个实施例”的引用不意在解释为排除也包含列举的特征的另外的实施例的存在。此外，除非相反地明确规定，“包括”或“具有”具有特定性质的元件或多个元件的实施例可包括不具有该性质的另外的这样的元件。
因为可在上文描述的本发明中做出某些改变而不偏离本文牵涉的本发明的精神和范围，规定上文的描述或在附图中示出的主旨中的全部应该仅解释为说明本文的发明性概念的示例并且不应解释为限制本发明。

Claims (14)

1.一种用于与磁共振成像装置一起使用的并行成像的方法，所述方法包括以下步骤：
产生贯穿目标体积的纵向磁场B0；
产生贯穿目标体积的大体上垂直于B0的横向磁场B1；
将多个RF脉冲发送到所述目标体积；
利用表面线圈，响应于RF脉冲的发送从所述目标体积内的目标采集第一MRI数据；以及
利用体线圈，响应于RF脉冲的发送从所述目标体积内的目标采集第二MRI数据，；
其中，所述第一MRI数据和所述第二MRI数据的采集大致同时发生，在MRI数据采集期间通过至少一个低输入前置放大器产生高阻断阻抗以使采集所述第二MRI数据时所述体线圈中的RF电流减少，所述至少一个低输入前置放大器电耦合至所述体线圈。
2.如权利要求1所述的方法，其进一步包括以下步骤：
在MRI数据采集期间使所述体线圈与所述表面线圈之间的互耦减少。
3.如权利要求2所述的方法，其中：
使所述体线圈与所述表面线圈之间的互耦减少的步骤包括产生高阻断阻抗以在接收所述第二MRI数据时使所述体线圈中的RF电流减少。
4.如权利要求3所述的方法，其中：
所述体线圈是鸟笼型体线圈。
5.如权利要求4所述的方法，其中：
所述高阻断阻抗在所述鸟笼型体线圈上的四个点处产生，所述四个点沿所述鸟笼型体线圈的端环每九十度分布。
6.如权利要求4所述的方法，其中：
所述表面线圈是单通道线圈，其具有单个接收通道用于接收代表所述第一MRI数据的第一信号。
7.如权利要求4所述的方法，其中：
所述表面线圈是多通道线圈，其具有多个接收通道用于接收代表所述第一MRI数据的第一信号。
8.如权利要求7所述的方法，其中：
所述鸟笼型体线圈包括至少两个接收通道，用于接收代表所述第二MRI数据的第二信号。
9.如权利要求1所述的方法，其中：
所述目标包括患者的躯干。
10.一种磁共振成像系统，其包括：
体线圈组件，其环绕目标体积，所述体线圈组件配置成采用发送模式将多个RF脉冲发送到所述目标体积；和
表面线圈组件，其靠近所述目标体积设置，所述表面线圈组件电耦合于多个第一接收通道，其配置成从所述目标体积内的目标接收第一RF信号；
其中所述体线圈组件电耦合于多个第二接收通道，其配置成采用接收模式从所述目标接收第二RF信号；
其中所述第二RF信号被所述体线圈组件采集并且所述第一RF信号同时被所述表面线圈组件采集；以及，
至少一个低输入前置放大器，其电耦合于所述体线圈组件，所述低输入前置放大器配置成产生高阻断阻抗以使采用所述接收模式的体线圈组件的线圈元件中的RF电流减少。
11.如权利要求10所述的磁共振成像系统，其中：所述高阻断阻抗由并行LC谐振电路产生。
12.如权利要求10所述的磁共振成像系统，其中：所述至少一个低输入前置放大器是四个低输入前置放大器，其在所述体线圈组件上的四个点处电耦合于所述体线圈组件。
13.如权利要求12所述的磁共振成像系统，其中：所述体线圈组件是鸟笼型体线圈。
14.如权利要求13所述的磁共振成像系统，其中：所述四个点沿所述鸟笼型体线圈的端环每九十度分布。
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