CN108020798A

CN108020798A - 用于对一个或多个受检者进行磁共振成像的系统和方法

Info

Publication number: CN108020798A
Application number: CN201711032324.3A
Authority: CN
Inventors: V.塔拉奇拉; F.罗布; E.波斯坎普; D.基拉亚思; S.黄; J.维尔德; M.劳
Original assignee: General Electric Co
Current assignee: General Electric Co
Priority date: 2016-10-28
Filing date: 2017-10-27
Publication date: 2018-05-11
Anticipated expiration: 2037-10-27
Also published as: CN108020798B; US20180120391A1; US10295623B2

Abstract

提供了一种用于对一个或多个受检者进行成像的MRI系统。MRI系统包括磁体组件和MRI控制器。磁体组件包括用于将第一组RF脉冲以初始拉莫尔频率发送到所述一个或多个受检者中的RF线圈。MRI控制器被配置成与RF线圈电子地连通并且调整RF线圈的共振频率，使得RF线圈将第二组RF脉冲以不同于初始拉莫尔频率的一个或多个后续拉莫尔频率发送到一个或多个受检者中。

Description

用于对一个或多个受检者进行磁共振成像的系统和方法

技术领域

本发明的实施例一般涉及超导磁体，更具体地，涉及用于一个或多个受检者的磁共振成像的系统和方法。

背景技术

磁共振成像(“MRI”)是广泛接受和商业上可获得的技术，用于获得表示具有易受核磁共振(“NMR”)影响的大量原子核的物体的内部结构的数字化视觉图像。许多MRI系统使用超导磁体通过在要成像的受检者中的核上施加强的主磁场来扫描受检者/患者。核由通过RF线圈以特征NMR(拉莫尔)频率发送的射频(“RF”)信号/脉冲激发。通过在空间上干扰受检者周围的局部磁场，并且当受激发的质子松弛(relax)回到其较低能量的正常状态时分析来自核的所得RF响应，生成并显示作为其空间位置的函数的这些核响应的图或图像。核响应的图像提供了受检者的内部结构的非侵入性视图。

MRI系统的RF线圈通常被配置成在给定B₀场中以氢(“H”)的拉莫尔频率共振。因此，许多MRI系统仅能够基于来自氢原子的RF响应生成图像。虽然一些MRI系统具有配置成在给定B₀场中以除了氢的拉莫尔频率之外的拉莫尔频率共振的RF线圈，但是这样的RF线圈通常具有“蛤壳式”/“Tropp”设计，而不是“全身”设计，因此通常不能在单次扫描中对整个患者进行成像。虽然一些MRI系统具有配置成在给定B₀场中以除了氢的拉莫尔频率之外的拉莫尔频率共振的“鸟笼式”(birdcage)RF线圈，但是像蛤壳式设计的RF线圈一样，这样的鸟笼式RF线圈通常适于对受检者/患者的局部区域例如头部、膝盖、手腕、脚踝等进行成像。

因此，需要一种用于对一个或多个受检者进行成像的改进的MRI系统和方法。

发明内容

在一个实施例中，提供了一种用于对一个或多个受检者进行成像的MRI系统。MRI系统包括磁体组件和MRI控制器。磁体组件包括用于将第一组RF脉冲以初始拉莫尔频率发送到所述一个或多个受检者中的RF线圈。MRI控制器被配置成与RF线圈电子地连通并且调谐RF线圈的共振频率，使得RF线圈将第二组RF脉冲以不同于初始拉莫尔频率的一个或多个后续拉莫尔频率发送到一个或多个受检者中。

在另一个实施例中，提供了一种用于对一个或多个受检者进行磁共振成像的方法。该方法包括：将第一组RF脉冲经由RF线圈以初始拉莫尔频率发送到所述一个或多个受检者；将RF线圈的共振频率调谐到不同于初始拉莫尔频率的后续拉莫尔频率；以及将第二组RF脉冲经由RF线圈以后续拉莫尔频率发送到所述一个或多个受检者中。

在另一个实施例中，提供了一种用于MRI系统的RF线圈。RF线圈包括经由一个或多个环连接在一起的一个或多个梯级、以及设置在梯级之间以便影响RF线圈的共振频率的一个或多个调谐模块。所述一个或多个调谐模块是可调整的，以便将共振频率从初始拉莫尔频率调谐到不同于初始拉莫尔频率的一个或多个后续拉莫尔频率。

在又一个实施例中，提供了用于对一个或多个受检者进行成像的另一个MRI系统。MRI系统包括磁体组件，磁体组件包括第一RF线圈和第二RF线圈，第一RF线圈和第二RF线圈均具有鸟笼设计，该设计具有通过环连接的梯级。第一RF线圈用于将第一组RF脉冲以第一拉莫尔频率发送到所述一个或多个受检者中，并且第二RF线圈用于将第二组RF脉冲以不同于第一拉莫尔频率的第二拉莫尔频率发送到所述一个或多个受检者中。第一RF线圈和第二RF线圈设置在磁体组件内，使得第一RF线圈的梯级和环从第二RF线圈的梯级和环偏移。

在又一个实施例中，提供了用于对一个或多个受检者进行磁共振成像的另一种方法。该方法包括：将第一组RF脉冲经由第一RF线圈以第一拉莫尔频率发送到所述一个或多个受检者中；以及将第二组RF脉冲经由第二RF线圈以不同于第一拉莫尔频率的第二拉莫尔频率发送到所述一个或多个受检者中。第一RF线圈和第二RF线圈均具有鸟笼设计，该设计具有通过环连接的梯级，并且第一RF线圈和第二RF线圈设置在磁体组件内，使得第一RF线圈的梯级和环从第二射频线圈的梯级和环偏移。

附图说明

参照附图通过以下非限制性实施例的描述，将更好地理解本发明，附图中：

图1是根据本发明的实施例的示例性MRI系统的框图；

图2是根据本发明的实施例的图1的MRI系统的磁体组件的示意性剖视图；

图3是根据本发明的实施例的图2的磁体组件的RF线圈；

图4是根据本发明的实施例的图3的RF线圈的调谐模块；

图5是根据本发明的实施例的图4的调谐模块的电子电路图；

图6是图2的磁体组件的RF线圈的另一个实施例的透视图；

图7是沿着根据本发明的实施例的图6的RF线圈的纵向轴线的视图。

具体实施方式

下面将详细参照本发明的示例性实施例，其示例在附图中示出。在任何可能的情况下，贯穿各图使用的相同的附图标记表示相同或类似的部件，而不再进行重复描述。

如本说明书所用，术语“基本上”、“大体上”和“约”表示在相对于适合实现部件或组件的功能性目的的理想的所需条件可合理地实现的制造和组装公差内的条件。如本说明书所用，“联接”、“电联接”、“电连接”和“电气连通”意指所引用的元件被直接地或间接地连接，使得电流可以从一者流到另一者。连接可包括直接传导连接，即，没有居间的电容、电感或有源元件、电感连接、电容连接和/或任何其它合适的电连接。可以存在居间部件。此外，本说明书结合RF线圈使用的术语“共振频率”、“发送频率”和“接收频率”是指RF线圈被配置成发送和接收的RF信号/脉冲的频率。

如本说明书结合RF线圈和参考频率所使用的，术语“经调谐”意指RF线圈的共振/发送/接收频率是参考频率。本说明书结合RF线圈和参考频率使用的术语“调谐”是指将RF线圈的共振/发送/接收频率调整到参考频率的过程。

此外，虽然本说明书公开的实施例结合MRI系统进行了描述，但应当理解，本发明的实施例可以应用于其他成像系统。此外，应当理解，涉及成像系统的本发明的实施例可以用来一般地分析组织，而不限于人体组织。

图1示出了结合本发明的实施例的MRI系统10的主要部件。系统10的操作从操作者控制台12控制，操作者控制台12包括键盘或其它输入设备14、控制面板16和显示屏18。控制台12通过链路20与单独的计算机系统22连通，计算机系统22使操作者能够在显示屏18上控制图像的产生和显示。计算机系统22包括通过背板24彼此连通的多个模块。这些模块包括图像处理器模块26、CPU模块28和存储器模块30，存储器模块30可包括用于存储图像数据阵列的帧缓冲器。计算机系统22通过高速串行链路34与单独的系统控制器或控制单元32连通。输入设备14可包括鼠标、操纵杆、键盘、轨迹球、触摸激活屏、光棒、语音控制或任何类似或等同的输入设备，并且可以用于交互几何指令。

计算机系统22和MRI系统控制器32共同形成“MRI控制器”36。然而，应当理解，在实施例中，MRI控制器36不一定是两个物理分离的部件，而是可以是单个部件，或者多于两个部件，其具有系统22和控制器32的功能。

MRI系统控制器32包括通过背板38连接在一起的一组模块。这些模块包括CPU模块40和脉冲发生器模块42，脉冲发生器模块42通过串行链路44连接到操作者控制台12。通过链路44，系统控制器32从操作者接收指示要执行的扫描序列的命令。脉冲发生器模块42操作系统部件以执行所需的扫描序列并产生指示所产生的RF脉冲的定时、强度和形状以及数据采集窗口的定时和长度的数据。脉冲发生器模块42连接到一组梯度放大器46，以指示在扫描期间产生的梯度脉冲的定时和形状。

脉冲发生器模块42还可以从生理采集控制器48接收患者数据，生理采集控制器48接收来自连接到患者的多个不同传感器的信号，例如来自附接到患者的电极的ECG信号。最后，脉冲发生器模块42连接到扫描室接口电路50，扫描室接口电路50接收来自与患者和磁体系统的状况相关联的各种传感器的信号。同样通过扫描室接口电路50，患者定位系统52接收命令以将患者移动到用于扫描的所需位置。

脉冲发生器模块42操作梯度放大器46以实现在扫描期间产生的梯度脉冲的所需的定时和形状。由脉冲发生器模块42产生的梯度波形被施加到具有Gx、Gy和Gz放大器的梯度放大器系统46。每个梯度放大器激发大体上标示为54的梯度线圈组件中的对应的物理梯度线圈，以产生用于对采集的信号在空间上编码的磁场梯度。梯度线圈组件54形成磁体组件56的一部分，磁体组件56还包括偏振磁体58(其在操作中提供由磁体组件56包围的贯穿目标体积60的均匀纵向磁场B₀)和全身(发送和接收)RF线圈62(其在操作中提供贯穿目标体积60的横向磁场B₁，该磁场大体上垂直于B₀)。

由患者体内激发的核发射的所得信号可以由相同的RF线圈62感测并通过发送/接收开关64联接到前置放大器66。放大器MR信号在收发器68的接收机部段中被解调、滤波和数字化。发送/接收开关64由来自脉冲发生器模块42的信号控制，以在发送模式期间将RF放大器70电连接到RF线圈62，并且在接收模式期间将前置放大器66连接到RF线圈62。发送/接收开关64还可以使单独的RF线圈(例如，表面线圈)能够在发送或接收模式下使用。

由RF线圈62拾取的MR信号由收发器模块68数字化并传送到系统控制器32中的存储器模块72。当在存储器模块72中采集了原始k空间数据的阵列时，扫描完成。该原始k空间数据被重新排列成用于要重构的每个图像的分离的k空间数据阵列，并且这些数据阵列中的每一个被输入到阵列处理器76，阵列处理器76操作用于将数据傅里叶变换成图像数据的阵列。该图像数据通过串行链路34传送到计算机系统22，在那里存储在存储器30中。响应于从操作者控制台12接收到的命令，该图像数据可以存档在长期存储装置中，或者可以由图像处理器26进一步处理并被传送到操作者控制台12，并且呈现在显示器18上。

如图2所示，示出了根据本发明的实施例的磁体组件56的示意性侧视图。磁体组件56是具有中心轴线78的圆柱形形状。磁体组件56包括低温恒温器80和形成偏振磁体58的一个或多个径向对齐的纵向间隔开的超导线圈82。超导线圈82能够承载大电流并且被设计成在患者/目标体积60内产生B₀场。应当理解，磁体组件56还可包括围绕低温恒温器80的终端屏蔽和真空容器(未示出)，以帮助将低温恒温器80与由MRI系统(图1中的10)的其余部分产生的热绝缘。磁体组件56还可包括诸如盖、支撑件、悬挂构件、端盖、托架等的其它元件(未示出)。虽然图1和图2所示的磁体组件56的实施例利用圆柱形拓扑结构，但是应当理解，可以使用除了圆柱形之外的拓扑结构。例如，对合开放式MRI系统中的平坦几何形状还可以利用下面描述的本发明的实施例。如图2进一步所示，患者/成像受检者84被插入到磁体组件56中。

现在转到图3，示出了RF线圈62的实施例。RF线圈62可以具有鸟笼设计，该设计将一个或多个梯级86通过一个或多个环88连接在一起，一个或多个环88沿着与磁体组件56的中心轴线78对齐的纵向轴线90设置。虽然图3将RF线圈62描绘为高通(“HP”)鸟笼，但是应当理解，在实施例中，RF线圈62可以具有低通(“LP”)鸟笼设计。因此，在实施例中，RF线圈62可以具有第一端部92和第二端部94，每个端部92和94由环88限定，梯级86终止于该环88。虽然RF线圈62在附图中描绘为具有鸟笼设计，但是应当理解，RF线圈62可以具有在MRI系统中通常使用的其它设计。

如图3进一步所示，RF线圈62可包括一个或多个调谐模块96。在实施例中，调谐模块96可以设置在梯级86之间并电连接到梯级86和/或设置在第一端部92和第二端部94处以影响RF线圈62的共振频率。在实施例中，对于3T MRI系统，RF线圈62可以是宽孔(70cm)鸟笼，其具有两(2)个环88，在每个环88的梯级86之间设置有十六(16)个调谐模块96。应当理解，RF线圈62的共振频率至少部分地基于调谐模块96的配置，并且如下文更详细地描述的，调谐模块96是可调整的，以调谐/调整RF线圈62的共振频率。

因此，如图4和图5所示，调谐模块96可以具有外端部98和与外端部98相对设置的内端部100。外端部98背对RF线圈62，即朝向沿着远离RF线圈62的纵向轴线90的方向，并且内端部100面向与外端部98相对的方向。例如，图4所示的是在环88处设置在两个梯级86之间的调谐模块96，环88限定了RF线圈62的第一端部92，其中外端部98背对RF线圈62。因此，应当理解，设置在限定RF线圈62的第一端部92和第二端部94的环88处的调谐模块96的内端部100将彼此面对。

如图5进一步所示，调谐模块96中的每一个包括一个或多个电容块102、104、106，每个电容块102、104、106均具有微机电(“MEM”)开关108、110、112，微机电开关108、110、112与两个电容器114、116、118、120、122、124串联连接并设置在两个电容器114、116、118、120、122、124之间。应当理解，在电容块102、104、106中的每一个中，两个电容器可以具有相同的电容，例如电容器114和116的电容相等，电容器118和120的电容相等，并且电容器122和124的电容相等。MEM开关108、110、112中的每一个可以由光束126、128、130和门132、134、136来限定。在实施例中，电容块102、104、106中的每一个电连接到两个梯级86(图4)，包括电容块102、104、106的调谐模块96电连接到两个梯级86。例如，调谐模块96可包括接地线138和一个或多个导体140、142、144，一个或多个导体140、142、144可以电连接到接地线138和设置在RF线圈62的同一端部92/94的其它调谐模块96的导体140、142、144。接地线138和导体140、142、144可以是高电阻直流(“DC”)双绞线。应当理解，在实施例中，接地线138可以为0.0伏DC(“VDC”)，并且导体140、142、144可以各自为80VDC或大于80VDC。每个导体140、142、144可以驱动/激活对应的MEM开关108、110、112，从而关闭MEM开关108、110、112，并且增加在设置有调谐模块96的RF线圈62的端部92/94处的两个梯级86之间的总电容C。

应当理解，RF线圈62的共振频率ω至少部分地基于电容C_o例如，在实施例中，RF线圈62可以被调谐到初始拉莫尔频率ω₀，该频率对应于初始电容C_o。增加RF线圈62的梯级86之间的电容C将共振频率ω降低到具有对应的电容C_n的后续拉莫尔频率ω_n。因此，在实施例中，可以通过以下方式计算所需拉莫尔频率ω_n的电容：

其中，C₁、C₂和C₃表示在三个拉莫尔频率ω₁、ω₂和ω₃下的RF线圈62的梯级86之间的电容。可以以类似的方式计算附加拉莫尔频率的电容C_n。因此，“调谐度”(即，RF线圈62可被调谐到的拉莫尔频率的数量)对应于调谐模块96中的电容块102、104、106的数量。例如，具有单个调谐块106的调谐模块96提供用于能够以两个不同的拉莫尔频率发送和/或接收RF脉冲的“双重可调谐”RF线圈62；具有两个调谐块106和104的调谐模块96提供用于能够以三种不同的拉莫尔频率发送和/或接收RF脉冲的“三重可调谐”RF线圈62；并且具有三个调谐块106、104和102的调谐模块96提供用于能够以四个不同的拉莫尔频率发送和/或接收RF脉冲的“四重可调谐”RF线圈62。因此，可以看出，增加RF线圈62的调谐模块96中的电容块102、104、106的数量增加了RF线圈62的调谐度。例如，添加第四电容块(未示出)将提供能够以五个不同的拉莫尔频率发送和/或接收RF脉冲的“五重可调谐”RF线圈62。还可以看出，在实施例中，电容块102、104、106中的每一个对应于后续拉莫尔频率，其中，ω₀可以对应于氢，ω₁可以对应于碳(“C”)，例如碳十三(“C13”)，并且ω₂可以对应于钠(“Na”)。应当理解，在实施例中，RF线圈62可以被配置成以对应于氦(“He”)、氙(“Xe”)、氟(“F”)和/或感兴趣的其他原子核的拉莫尔频率发送和/或接收RF脉冲。

因此，在调谐模块96中具有两个或更多个电容块的实施例中，电容块102、104、106以相对于对应的拉莫尔频率的下降的级联顺序彼此电连接。例如，在实施例中，当所有MEM开关108、110和112都打开时，RF线圈62可以处于C_o和ω₀。然后，可以通过关闭MEM开关112来将RF线圈62转换/调谐到C₁和ω₁，通过另外关闭MEM开关110进一步转换/调谐到C₂和ω₂，并且通过另外关闭MEM开关108更进一步地转换/调谐到C₃和ωx。因此，应当理解，在电容块的两个电容器相同的实施例中，可通过以下方式计算实现C_n所需的电容器的电容C_xn：

因此，可通过以下方式计算电容块106的两个电容器122和124的电容C_x1：

C_x1＝2(C₁-C₀)；

可通过以下方式计算电容块104的两个电容器118和120的电容C_x2：

和

可通过以下方式计算电容块102的两个电容器114和116的电容C_x3：

相应地，可通过以下方式计算附加的第四电容块(未示出)的两个电容器的电容C_x4：

还应当理解，在实施例中，调谐模块96可包括电感器，而不是电容器，和/或电感器和电容器的组合。

现在移动到图6和图7，在实施例中，磁体组件56可包括第一RF线圈146和第二RF线圈148。在实施例中，第一RF线圈146和第二RF线圈148都可以具有鸟笼设计，该设计具有通过环154、156连接的梯级150、152。第一RF线圈146以第一拉莫尔频率发送和/或接收第一组RF脉冲，并且第二RF线圈148以不同于第一拉莫尔频率的第二拉莫尔频率发送和/或接收第二组RF脉冲。例如，在实施例中，第一RF线圈146可以是配置成以用于氢的拉莫尔频率发送和/或接收RF脉冲的HP鸟笼，并且第二RF线圈可以是配置成以用于碳十三(“C13”)的拉莫尔频率发送和/或接收RF脉冲的LP鸟笼。在实施例中，第一RF线圈146和第二RF线圈148可以相对于彼此同时发送和/或接收，例如，第一RF线圈146和第二RF线圈148可以提供用于受检者84的同时MRI成像。例如，第二RF线圈148可以在第一RF线圈146发送时接收，反之亦然。另外，第一RF线圈146和/或第二RF线圈可包括调谐模块96(图3-5)，使得可以调谐第一RF线圈146和/或第二RF线圈148的共振频率，以提供受检者84的可同时切换的多核(“SSMN”)MRI成像。例如，在实施例中，第一RF线圈146和第二RF线圈148可以提供用于1H和23Xe的同时MRI成像，且具有切换/调谐的能力，以便同时对3He和19F成像。在实施例中，第一RF线圈146和第二RF线圈148可以提供用于1H和13C的同时MRI成像，然后切换/调谐以同时对23Na成像。应当理解，在这样的实施例中，第一RF线圈146和第二RF线圈148可以被线性地(例如不是圆形地)激发/通电，并且第一RF线圈146和第二RF线圈148的端口可以是正交的，例如不是联接的。

在实施例中，第二RF线圈148可以设置在第一RF线圈146内，使得第二RF线圈148的梯级152和环156从第一RF线圈146的梯级150和环154偏移。应当理解，使第二RF线圈148的梯级152和环156从第一RF线圈146的梯级150和环154偏移减少了在第一RF线圈146和第二RF线圈148之间的电子耦合量。相应地，在实施例中，第一RF线圈146可以是七十(70)厘米的HP鸟笼，第二RF线圈148可以是六十(60)厘米的LP鸟笼。

应当理解，在实施例中，第二RF线圈148可以以与第一RF线圈146相同的方式固定在磁体组件56内。然而，在其它实施例中，第二RF线圈148可以可移除地插入第一RF线圈146中，即，第二RF线圈148可以是可移除的插入物。

最后，还应当理解，MRI系统10可包括必要的电子器件、软件、存储器、存储装置、数据库、固件、逻辑/状态机、微处理器、通信链路、显示器或其它可视或音频用户接口、印刷设备、以及任何其它输入/输出接口，以执行本说明书所述功能和/或实现本说明书所述结果。例如，如前所述，MRI系统10可包括至少一个处理器(例如，图1中的28、40和76)、以及系统存储器/数据存储结构(例如，图1中的30和72)，该存储结构可包括随机存取存储器(RAM)和只读存储器(ROM)。MRI系统10的所述至少一个处理器可包括一个或多个常规的微处理器和一个或多个补充的协处理器，例如数学协处理器等。本说明书讨论的数据存储结构可包括磁性、光学和/或半导体存储器的适当组合，并且可包括例如RAM、ROM、闪存驱动器、诸如压缩盘的光盘和/或硬盘或硬盘驱动器。

此外，提供用于RF线圈62的调谐的软件应用程序可以从计算机可读介质读入所述至少一个处理器的主存储器。如本说明书所用，术语“计算机可读介质”是指提供或参与提供指令到MRI系统10的所述至少一个处理器(或本说明书所述设备的任何其它处理器)以执行的任何介质。这样的介质可以采取许多形式，包括但不限于非易失性介质和易失性介质。非易失性介质包括例如光学、磁性、或光磁性盘，例如存储器。易失性介质包括动态随机存取存储器(DRAM)，其通常构成主存储器。常见形式的计算机可读介质包括例如软盘、软磁盘、硬盘、磁带、任何其它磁性介质、CD-ROM、DVD、任何其它光学介质、RAM、PROM、EPROM或EEPROM(电可擦除可编程只读存储器)、FLASH-EEPROM、任何其它存储芯片或盒、或计算机可从其读取的任何其它介质。

虽然在实施例中软件应用程序中指令序列的执行导致至少一个处理器执行本说明书所述方法/过程，硬连线电路可以代替软件指令或与软件指令结合使用以实现本发明的方法/过程。因此，本发明的实施例不限于任何硬件和/或软件的具体组合。

还应当理解，以上描述旨在举例说明而不是限制性的。例如，上述实施例(和/或其方面)可彼此组合地使用。另外，可作出许多修改以使特定情况或材料适应本发明的教导而不脱离其范围。

例如，在一个实施例中，提供了一种用于对一个或多个受检者进行成像的MRI系统。该MRI系统包括磁体组件和MRI控制器。磁体组件包括用于将第一组RF脉冲以初始拉莫尔频率发送到所述一个或多个受检者中的RF线圈。MRI控制器被配置成与RF线圈电子地连通并且调谐RF线圈的共振频率，使得RF线圈将第二组RF脉冲以不同于初始拉莫尔频率的一个或多个后续拉莫尔频率发送到一个或多个受检者中。在某些实施例中，初始拉莫尔频率和后续拉莫尔频率中的至少一个对应于氢原子、碳原子、钠原子、氟原子、氦原子或氙原子。在某些实施例中，RF线圈包括影响RF线圈的共振频率的一个或多个调谐模块，并且控制器通过调整所述一个或多个调谐模块对RF线圈的共振频率进行调谐。在某些实施例中，RF线圈具有鸟笼设计，该设计具有一个或多个梯级，并且所述一个或多个调谐模块设置在梯级之间。在某些实施例中，所述一个或多个调谐模块中的每一个包括一个或多个电容块，每个电容块具有与两个电容器串联连接并设置在这两个电容器之间的MEM开关。在某些实施例中，在所述一个或多个电容块中的每一个中，所述两个电容器具有相同的电容。在某些实施例中，所述一个或多个电容块中的每一个对应于所述一个或多个后续拉莫尔频率中的一个，并且所述一个或多个电容块相对于对应的后续拉莫尔频率以下降的级联顺序彼此电连接。

其他实施例提供了用于对一个或多个受检者进行磁共振成像的方法。该方法包括：将第一组RF脉冲经由RF线圈以初始拉莫尔频率发送到所述一个或多个受检者中；将RF线圈的共振频率调谐到不同于初始拉莫尔频率的后续拉莫尔频率；以及将第二组RF脉冲经由RF线圈以后续拉莫尔频率发送到所述一个或多个受检者中。在某些实施例中，初始拉莫尔频率和后续拉莫尔频率中的至少一个对应于氢原子、碳原子、钠原子、氟原子、氦原子或氙原子。在某些实施例中，将RF线圈的共振频率调谐到不同于初始拉莫尔频率的后续拉莫尔频率包括调整RF线圈的一个或多个调谐模块。在某些实施例中，RF线圈具有鸟笼设计，该设计具有一个或多个梯级，并且所述一个或多个调谐模块设置在梯级之间。在某些实施例中，调整RF线圈的一个或多个调谐模块包括调整MEM开关，该开关与在所述一个或多个调谐模块中的一个的电容块内的两个电容器串联连接并且设置在这两个电容器之间。在某些实施例中，所述两个电容器具有相同的电容。

另一些实施例提供了一种用于MRI系统的RF线圈。该RF线圈包括经由一个或多个环连接在一起的一个或多个梯级、以及设置在梯级之间以便影响RF线圈的共振频率的一个或多个调谐模块。所述一个或多个调谐模块是可调整的，以便将共振频率从初始拉莫尔频率调谐到不同于初始拉莫尔频率的一个或多个后续拉莫尔频率。在某些实施例中，初始拉莫尔频率和后续拉莫尔频率中的至少一个对应于氢原子、碳原子、钠原子、氟原子、氦原子或氙原子。在某些实施例中，所述一个或多个调谐模块中的每一个包括一个或多个电容块，每个电容块具有与两个电容器串联连接并设置在这两个电容器之间的MEM开关。在某些实施例中，在所述一个或多个电容块中的每一个中，所述两个电容器具有相同的电容。在某些实施例中，所述一个或多个电容块中的每一个对应于所述一个或多个后续拉莫尔频率中的一个，并且所述一个或多个电容块相对于对应的后续拉莫尔频率以下降的级联顺序彼此电连接。

另一些实施例提供了用于对一个或多个受检者进行成像的另一种MRI系统。该MRI系统包括磁体组件，磁体组件包括第一RF线圈和第二RF线圈，第一RF线圈和第二RF线圈均具有鸟笼设计，该设计具有通过环连接的梯级。第一RF线圈用于将第一组RF脉冲以第一拉莫尔频率发送到所述一个或多个受检者中，并且第二RF线圈用于将第二组RF脉冲以不同于第一拉莫尔频率的第二拉莫尔频率发送到所述一个或多个受检者中。第一RF线圈和第二RF线圈设置在磁体组件内，使得第一RF线圈的梯级和环从第二RF线圈的梯级和环偏移。在某些实施例中，第一拉莫尔频率和第二拉莫尔频率中的至少一个对应于氢原子、碳原子、钠原子、氟原子、氦原子或氙原子。在某些实施例中，第一RF线圈是HP鸟笼线圈，并且第二RF线圈是LP鸟笼线圈。在某些实施例中，第二RF线圈进一步设置在第一RF线圈内。

另一些实施例提供了用于对一个或多个受检者进行磁共振成像的另一种方法。该方法包括：将第一组RF脉冲经由第一RF线圈以第一拉莫尔频率发送到所述一个或多个受检者中；以及将第二组RF脉冲经由第二RF线圈以不同于第一拉莫尔频率的第二拉莫尔频率发送到所述一个或多个受检者中。第一RF线圈和第二RF线圈均具有鸟笼设计，该设计具有通过环连接的梯级，并且第一RF线圈和第二RF线圈设置在磁体组件内，使得第一RF线圈的梯级和环从第二射频线圈的梯级和环偏移。在某些实施例中，第一拉莫尔频率和第二拉莫尔频率中的至少一个对应于氢原子、碳原子、钠原子、氟原子、氦原子或氙原子。在某些实施例中，第一RF线圈是HP鸟笼线圈，并且第二RF线圈是设置在第一RF线圈内的LP鸟笼线圈。在某些实施例中，第一组RF脉冲和第二组RF脉冲同时发送。

因此，应当理解，通过利用可调整的调谐模块来调整RF线圈的电容C，本发明的一些实施例提供了用于以不同于氢的拉莫尔频率的拉莫尔频率对物体进行成像的全身鸟笼RF线圈。例如，某些实施例提供可能可调谐到氢的拉莫尔频率(在3T B₀场中为127.73MHz)和C13的拉莫尔频率(在3T B₀场中为32MHz)的RF线圈。因此，这种可调谐RF线圈提供比目前的蛤壳式RF线圈更大的视场，即更大的成像区域。此外，其中RF线圈用于发送和接收RF信号的一些实施例简化了患者的体验，因为不需要蛤壳式接收线圈。

此外，并且还应当理解，具有能够可移除地插入到第一RF线圈中的第二RF线圈的实施例，其中第二RF线圈被调谐到与第一RF线圈不同的拉莫尔频率，也提供相比蛤壳式RF线圈设计更大的视场。

另外，虽然本说明书所述材料的尺寸和类型意图限定本发明的参数，但是这些实施例决不是限制性的，而只是示例性实施例。通过阅读上文的描述，本发明的许多其它实施例将对于本领域技术人员显而易见。因此，本发明的范围应当参照所附权利要求书连同赋予给这种权利要求书的等同物的全部范围共同确定。在所附权利要求书中，术语“包括”和“在其中”用作相应术语“包含”和“其中”的简明英语等效体。此外，在下面的权利要求书中，诸如“第一”、“第二”、“第三”、“上部”、“下部”、“底部”、“顶部”等的术语只用作标签，而并非意图对其对象施加数字或位置要求。此外，下面的权利要求书的限制并不按照装置加功能格式编写，并且并非意图如此解释，除非这类权利要求限制明确使用短语“用于…的装置”加上没有其它结构的功能陈述。

本书面描述用示例来公开包括最佳模式的本发明的若干实施例，并且还使本领域的普通技术人员能实施发明的这些实施例，包括制造和使用任何设备或系统以及执行任何包括在内的方法。因此，本发明的可专利范围由权利要求限定，并且可以包括本领域普通技术人员所想到的其他示例。如果这种其它实例具有与所附权利要求的字面语言相同的结构元件，或者如果它们包括与权利要求的字面语言无实质差别的等效结构元件，那么这种其它实例希望在权利要求的范围内。

如本说明书所用，以单数形式叙述和前接用词“一”或“一个”的元件或步骤应被理解为并不排除多个所述元件或步骤，除非明确叙述了这种排除。此外，对本发明的“一个实施例”的引用并非意图被解释为排除也结合所陈述特征的附加实施例的存在。此外，除非相反地明确说明，“包含”、“包括”或“具有”带特定性质的元件或多个元件的实施例可包括没有那种性质的附加此类元件。

由于可以在上述发明中做出某些改变，在不脱离本说明书所涉及的发明的精神和范围的情况下，预计附图中所示以上描述的所有主题仅应解释为示出本说明书中的发明构思的示例，而不应被理解为限制本发明。

Claims

1.一种用于对一个或多个受检者进行成像的MRI系统，包括：

磁体组件，其包括用于将第一组RF脉冲以初始拉莫尔频率发送到所述一个或多个受检者中的RF线圈；

MRI控制器，其被配置成与所述RF线圈电子地连通；并且

其中，所述MRI控制器还被配置成调谐所述RF线圈的共振频率，使得所述RF线圈将第二组RF脉冲以不同于所述初始拉莫尔频率的一个或多个后续拉莫尔频率发送到所述一个或多个受检者中。

2.根据权利要求1所述的MRI系统，其中，所述初始拉莫尔频率和所述后续拉莫尔频率中的至少一个对应于氢原子、碳原子、钠原子、氟原子、氦原子或氙原子。

3.根据权利要求1所述的MRI系统，其中

所述RF线圈包括影响所述RF线圈的所述共振频率的一个或多个调谐模块，并且

所述控制器通过调整所述一个或多个调谐模块来调谐所述RF线圈的所述共振频率。

4.根据权利要求3所述的MRI系统，其中

所述RF线圈具有鸟笼设计，所述鸟笼设计具有一个或多个梯级，并且

所述一个或多个调谐模块设置在所述梯级之间。

5.根据权利要求3所述的MRI系统，其中，所述一个或多个调谐模块中的每一个包括一个或多个电容块，每个电容块具有与两个电容器串联连接并且布置在所述两个电容器之间的MEM开关。

6.根据权利要求5所述的MRI系统，其中，在所述一个或多个电容块中的每一个中，所述两个电容器具有相同的电容。

7.根据权利要求5所述的MRI系统，其中

所述一个或多个电容块中的每一个对应于所述一个或多个后续拉莫尔频率中的一个，并且

所述一个或多个电容块相对于所述对应的后续拉莫尔频率以下降的级联顺序彼此电连接。

8.一种用于对一个或多个受检者进行磁共振成像的方法，包括：

将第一组RF脉冲通过RF线圈以初始拉莫尔频率发送到所述一个或多个受检者中；

将所述RF线圈的共振频率调谐至不同于所述初始拉莫尔频率的后续拉莫尔频率；以及

将第二组RF脉冲通过所述RF线圈以所述后续拉莫尔频率发送到所述一个或多个受检者中。

所述一个或多个调谐模块设置在所述梯级之间。

9.一种用于MRI系统的RF线圈，包括：

一个或多个梯级，其通过一个或多个环连接在一起；

一个或多个调谐模块，其设置在所述梯级之间，以影响所述RF线圈的共振频率；并且

其中，所述一个或多个调谐模块是可调整的，以便将所述共振频率从初始拉莫尔频率调谐到不同于所述初始拉莫尔频率的一个或多个后续拉莫尔频率。

10.一种用于对一个或多个受检者进行成像的MRI系统，包括：

磁体组件，其包括第一RF线圈和第二RF线圈，所述第一RF线圈和所述第二RF线圈均具有鸟笼设计，所述鸟笼设计具有通过环连接的梯级，所述第一RF线圈用于将第一组RF脉冲以第一拉莫尔频率发送到所述一个或多个受检者中，并且所述第二RF线圈用于将第二组RF脉冲以不同于所述第一拉莫尔频率的第二拉莫尔频率发送到所述一个或多个受检者中；并且

其中，所述第一RF线圈和所述第二RF线圈设置在所述磁体组件内，使得所述第一RF线圈的所述梯级和所述环从所述第二RF线圈的所述梯级和所述环偏移。