CN110036306B - 使用多个rf端口的阻抗匹配 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种磁共振成像系统(100)，所述磁共振成像系统包括：用于在成像区(108)内生成主磁场的主磁体(104)。所述磁共振成像系统还包括用于从成像区域采集磁共振数据(164)RF线圈(114)，其中，所述RF线圈包括多个RF端口(124、412、414、416、500、502、702、1004、1006)，所述RF线圈包括针对多个RF端口中的至少一个的切换单元(120)，用于将来处RF线圈中的所述多个RF端口中的至少一个单独地进行耦合或解耦。所述磁共振成像系统还包括用于向多个RF端口中的每个供应射频功率的射频系统(125)和用于测量射频系统与RF线圈之间的阻抗匹配数据(166)的RF匹配检测系统(122)。所述机器可执行指令的执行使得控制所述磁共振成像系统的处理器使用RF匹配检测系统测量(200、300、302、304)阻抗匹配数据；使用所述阻抗匹配数据来确定(202)切换单元控制指令(168)，其中，所述切换控制指令包含控制多个RF端口中的至少一个以进行耦合或解耦从而使射频系统与RF线圈匹配的命令；并且利用所述切换单元控制指令来控制(204)所述多个RF端口中的至少一个的所述切换单元。

Description

使用多个RF端口的阻抗匹配

技术领域

本发明涉及磁共振成像，具体而言涉及用于磁共振成像的射频天线的阻抗匹配。

背景技术

作为用于生成患者体内的图像的过程的一部分，磁共振成像(MRI)扫描器使用大的静态磁场以使原子的核自旋对齐。该大的静磁场被称为BO场或主磁场。

一种空间编码的方法是使用磁场梯度线圈。通常，存在三个线圈，其被用于在三个不同的正交方向上生成三个不同的梯度磁场。

在MRI扫描期间，由一个或多个发射器线圈生成的射频(RF)脉冲生成称为B1场的磁场。

美国专利申请US 2014/0055136公开了一种RF体积谐振器系统，其包括：多端口RF体积谐振器，像例如TEM体积线圈或TEM谐振器、或鸟笼线圈，所有这些特别是以局部线圈的形式，如头部线圈、或全身线圈；以及多个发射和/或接收通道，用于操作所述多端口RF体积谐振器以用于发射RF激励信号和/或用于接收进入/来自检查对象或检查对象一部分的MR弛豫信号。通过根据检查对象的物理属性单独选择每个端口以及RF发射信号的适当幅值和/或频率和/或相位和/或脉冲形状，可以由RF谐振器以改进的均匀性激发检查对象内的共振RF模式。

发明内容

本发明在独立权利要求中提供了一种磁共振成像系统、一种计算机程序产品和一种方法。在从属权利要求中给出了实施例。

磁共振成像(MRI)系统包括几个不同的部件。主磁体生成磁场，所述磁场用于将成像区内的磁自旋对齐。然后使用磁场梯度线圈和至少一个射频(RF)线圈来操纵成像区内的自旋。RF线圈连接到RF发射器和/或接收器(这里统称为收发器)，并且还可能需要匹配网络以使RF线圈与收发器阻抗匹配。收发器和匹配网络可能是昂贵的部件，并且可能增加构建磁共振成像系统的成本。

本发明的示例可以提供降低有效地将RF线圈匹配到收发器所需的部件的成本的手段。RF线圈不是使用单个收发器和单个阻抗匹配网络，而是在若干RF端口提供RF功率。可以控制提供RF功率的端口数量。通过控制向其提供RF功率的RF端口的数量，实现了RF线圈的匹配。

增加额外的RF端口可用于改变RF电压和提供给RF线圈的RF电流之间的关系。例如，如果鸟笼RF线圈上的两个相应端口(即，在一个环上相隔180度)被提供RF功率，则可以将相同的RF电压施加到两个端口。由于这些端口是等效的，因此每个端口只需要提供需要提供给单个端口的电流的一半。因此，改变RF端口的数量会改变单个RF电源(RF发射器或收发器)在连接到RF线圈时所见的电流-电压关系。因此，可以可控地连接或断开到RF线圈的多个RF电源可以在没有(或具有减小的)阻抗匹配网络的情况下有效地对RF线圈进行阻抗匹配。这可能具有若干优点，首先可以避免匹配网络中的昂贵部件，例如循环器。另一个优点可以是可以使用更低功率和更便宜的RF电源。而且，当前未连接到RF线圈的RF电源可以被关闭或进入功耗降低的状态。因此，实施例不仅可以降低制造成本，还可以减少执行磁共振成像扫描所需的功率的量。

在一个方面中，本发明提供了一种磁共振成像系统，包括用于在成像区内生成主磁场的主磁体。主磁场用于使成像区内的原子自旋对齐。主磁场通常被称为所谓的B0场。所述磁共振成像系统还包括用于从成像区采集磁共振数据的RF线圈。RF线圈对磁共振数据的采集可以包括发射和/或接收射频信号。所述RF线圈可以用于发射、接收或者发射和接收两者。所述RF线圈包括多个RF端口。RF端口是RF功率或射频能量馈入RF线圈的地方。例如，RF端口可以连接到发射器、接收器或收发器。所述RF线圈包括针对所述多个RF端口中的至少一个的切换单元，用于将来将RF线圈中的所述多个RF端口中的至少一个单独地进行耦合或解耦。所述磁共振成像系统还包括用于向多个RF端口中的每个供应射频功率的射频系统。在一些示例中，射频系统可以包括用于多个RF端口中的每个的电源。在其他示例中，射频电源能够独立地向多个RF端口中的每个供电。

所述磁共振成像系统还包括RF匹配检测系统，用于测量射频系统和射频线圈之间的阻抗匹配数据。阻抗匹配数据的测量可以是直接的或间接的。直接方法的一个示例是测量RF线圈的实际阻抗。间接方法例如是将测试信号置于多个RF端口的各种组合或排列中并测量匹配条件，例如反射功率。

所述磁共振成像系统还包括存储器以用于存储机器可执行指令。所述磁共振成像系统还包括用于控制所述磁共振成像系统的处理器。如本文中所使用的，处理器和存储器可以指代一个或多个存储器或处理器。

执行机器可执行指令还使处理器使用RF匹配检测系统来测量阻抗匹配数据。执行机器可执行指令还使处理器使用阻抗匹配数据来确定切换单元控制指令。切换控制指令包含控制多个RF端口中的至少一个以进行耦合或解耦从而使射频系统与RF线圈匹配的命令。执行机器可执行指令还使处理器利用切换单元控制指令来控制多个RF端口中的至少一个的切换单元。这例如可以在执行脉冲序列以采集磁共振数据期间完成。例如，脉冲序列可以包含用于控制磁共振成像系统来采集磁共振数据的数据或指令。脉冲序列可以例如指定要由RF线圈提供的用于测量磁共振数据的功率。然后可以执行上述指令以控制切换单元，使得对于磁共振成像系统内的特定功率和对象，RF线圈有效地与射频系统匹配。

该实施例可以具有提供制造成本较低的磁共振成像系统的优点。通过控制多个RF端口来使射频系统与RF线圈匹配可以减少匹配网络或RF系统(例如循环器)中昂贵部件的需要。它还可以减少对匹配网络或电路的需要。

在一些示例中，切换单元可以是固态单元，例如pin二极管或者甚至FET晶体管。

在另一个实施例中，所述射频线圈可以包括载体或结构。切换单元可以安装在所述载体结构上。将切换单元安装在载体结构上可能是有益的，因为它可以用于提供改进的RF功率的切换。

在另一个实施例中，阻抗匹配数据的测量包括重复采集阻抗匹配数据，同时针对多个RF端口中的至少一个RF信号置换切换单元的状态。该实施例可能是有益的，因为它可以有效且廉价地测量。例如，便宜的SWR计可用于测量反射功率。通过最小化反射功率的量，可以打开或关闭射频端口的适当组合。

在另一个实施例中，RF匹配检测系统包括反射功率传感器，例如SWR计。阻抗匹配数据包括多个RF端口中的至少一个的反射功率数据。该示例可能是有益的，因为可以使用廉价的器件来实现射频系统与RF线圈的匹配。

在另一个实施例中，RF匹配检测系统包括B1磁场测量系统，用于测量描述由RF线圈产生的B1磁场的B1磁场数据。阻抗匹配数据包括B1磁场测量数据。该实施例可能因为射频系统与RF线圈之间的匹配程度而是有益的。

在另一个实施例中，B1磁场测量系统包括至少一个磁场传感器。例如，在磁体的孔内或甚至在对象的支撑件上，可以将B1磁场传感器放置在磁共振成像系统内。这在直接测量和在使用B1磁场的均匀性的多个传感器中可能是有用的。

在另一个实施例中，B1磁场测量系统包括RF线圈和射频系统。机器可执行指令的执行使得处理器至少部分地通过利用B1映射脉冲序列命令控制磁共振成像系统以采集B1映射磁共振数据而采集B1磁场数据。所述B1映射脉冲序列命令使所述磁共振成像系统根据B1映射磁共振成像协议来采集B1映射磁共振数据。机器可执行指令的执行还使得处理器至少部分地通过根据B1映射磁共振成像协议来从B1映射磁共振数据重建B1场图来采集B1磁场数据。

机器可执行指令的执行还使得处理器至少部分地通过根据B1映射磁共振成像协议来从B1映射磁共振数据重建B1场图来采集B1磁场数据。阻抗匹配数据包括B1场图。可以使用各种类型的磁共振成像协议。原则上，可以使用任何测量可用于测量B1磁场的数据的磁共振成像协议。几个不限制的示例是所谓的迪克逊方法，以及存在相位编码的各种类型的磁共振成像协议。

使用脉冲序列测量B1磁场可能是有益的，因为它可以提供更新磁共振成像系统的廉价手段而无需添加传感器。

在另一个实施例中，所述多个RF端口中的至少一个包括感应馈送回路。这里使用的感应馈送回路包括环形天线或元件，其与RF线圈感应耦合。多个感应馈送回路中的每个被配置用于感应地耦合到鸟笼线圈。

在另一个实施例中，多个感应馈送回路中的每个的切换单元被配置用于以下任何一项：在多个感应馈送回路中的每个中创建开路或者停用多个感应馈送回路中的每个。例如在一些示例中，将多个感应馈送回路中的每个停用可以被认为是进行失谐使得它不再有效地耦合到射频线圈。

在另一个实施例中，RF匹配检测系统包括射频系统和多个感应馈送回路中的至少两个。所述阻抗匹配数据包括负载因子数据。所述负载因子数据描述了射频线圈的负载因子或Q值。使用RF匹配检测系统测量阻抗匹配数据包括使用射频系统向多个感应加热回路中的至少两个中的至少一个提供已知的射频信号。使用RF匹配检测系统测量阻抗匹配数据还包括使用射频系统测量来自多个感应加热回路中的至少两个中的至少一个的测量RF信号。使用RF匹配检测系统测量阻抗匹配数据还包括使用测量的RF信号计算负载因子或Q值。使用例如负载因子或Q值，可以确定要使用的数量或特定的射频端口。

在另一个实施例中，RF线圈是鸟笼线圈。

在另一个实施例中，RF线圈是TEM线圈。TEM线圈是横向电磁线圈。

在另一个实施例中，RF线圈是单个偶极天线。

在另一个实施例中，RF线圈是鸟笼线圈。RF线圈包括两个端部环。鸟笼线圈包括连接两个端部环的多个梯级。在不同的实施例中，鸟笼线圈可采用不同的配置。在一个配置中，每个端部环包括环段。多个RF端口中的至少选定的RF端口被连接在两个环段上。端部环可以例如被划分成多个段。这些段可以例如通过导体连接或者可以使用电容器连接。在环段之间存在电连接的情况下，可以使用切换单元将射频功率连接在两个环段之间。例如，pin二极管可用于形成或断开电连接。

在鸟笼线圈的另一个示例中，多个梯级中的每个包括梯级段。多个RF端口中的至少选定的RF端口被连接在梯级段中的两个上。各种环段如何连接的描述也适用于梯级段。

在鸟笼线圈的另一个示例中，鸟笼线圈包括射频屏蔽。多个RF端口中的至少一个连接所述两个端部环中的一个和所述RF屏蔽上。在又一个示例中，多个RF端口中的至少一个被连接在一个端部环和多个梯级中的一个之间。同样，如上所述，鸟笼线圈和梯级与环的连接可以被认为等同于环段之间的连接。

在又一个示例中，鸟笼线圈的任何先前示例可以组合在一起。

在另一个实施例中，RF线圈是包括多个条带元件的TEM线圈。条带元件包括条带段。多个RF端口中的至少选定的RF端口被连接在条带段中的两个上。条带段之间的连接可以被认为等同于环段之间的连接。各种条带段可以例如电连接或通过电容连接来连接。

在另一实施例中，机器可执行指令的执行还使处理器控制磁共振成像系统以使用成像脉冲序列命令来采集成像磁共振数据。所述成像脉冲序列命令被配置为控制磁共振成像系统根据磁共振成像协议来采集成像磁共振数据。在该采集期间，可以使用控制指令来控制多个RF端口中的至少一个RF端口的切换单元。例如，脉冲序列命令可以指定在采集磁共振数据期间提供给RF线圈的特定RF功率。然后可以控制切换单元以在采集成像磁共振数据期间使射频系统与RF线圈正确匹配。机器可执行指令的执行还令处理器使用成像磁共振数据来重建磁共振图像。该实施例可能是有益的，因为它可以提供一种系统，所述系统能够以较低的成本采集成像磁共振数据，这是由于消除了各种射频分量。

在另一方面中，本发明提供了一种操作磁共振成像系统的方法。所述磁共振成像系统包括用于在成像区域内生成主磁场的主磁体。所述磁共振成像系统还包括用于从成像区采集磁共振数据的RF线圈。所述RF线圈包括多个RF端口。所述RF线圈包括针对所述多个RF端口中的至少一个RF端口的切换单元，用于将来来自所述RF线圈中的所述多个RF端口中的至少一个RF端口单独地进行耦合或解耦。所述磁共振成像系统还包括用于向多个RF端口中的每个供应射频功率的射频系统。所述磁共振成像系统还包括RF匹配检测系统，用于测量射频系统与RF线圈之间的阻抗匹配数据。

该方法包括使用RF匹配检测系统来测量阻抗匹配数据。该方法还包括使用阻抗匹配数据确定切换单元控制指令。切换单元指令包含控制多个RF端口中的至少一个以进行耦合或解耦从而使射频系统与RF线圈匹配的命令。该方法还包括利用切换单元控制指令控制多个RF端口中的至少一个的切换单元。

在另一实施例中，所述方法还包括在测量阻抗匹配数据之前将对象放置在成像区域内。

在另一个实施例中，射频线圈具有数据采集区。数据采集区位于成像区内。

在另一方面中，本发明提供了一种包括用于由控制磁共振成像系统的处理器执行的机器可执行指令的计算机程序产品。所述磁共振成像系统包括用于在成像区域内生成主磁场的主磁体。所述磁共振成像系统还包括用于从成像区域采集磁共振数据的RF线圈。所述RF线圈包括多个RF端口。所述RF线圈包括针对所述多个RF端口中的至少一个RF端口的切换单元，用于将来来自所述RF线圈中的所述多个RF端口中的至少一个RF端口单独地进行耦合或解耦。所述磁共振成像系统还包括用于向多个RF端口中的每个RF端口供应射频功率的射频系统。磁共振成像系统还包括RF匹配检测系统，用于测量射频系统与RF线圈之间的阻抗匹配数据。

机器可执行指令的执行还使处理器使用RF匹配检测系统来测量阻抗匹配数据。机器可执行指令的执行还使处理器使用阻抗匹配数据来确定切换单元控制指令。切换单元控制指令包含控制多个RF端口中的至少一个以进行耦合或解耦从而使射频系统与RF线圈匹配的命令。指令的执行还使处理器利用切换单元控制指令来控制多个RF端口中的至少一个RF端口的切换单元。先前已经讨论了该实施例的优点。

应该理解，可发组合本发明的一个或多个前述实施例，只要组合后的实施例不相互排斥即可。

如本领域技术人员将认识到的，本发明的若干方面可以实现为装置、方法或计算机程序产品。因此，本发明的各方面可采取完全硬件实施例，完全软件实施例(包括固件，驻留软件，微代码等)，或者组合了软件和硬件方面的实施例的形式，其可以在本文统称为“电路”、“模块”或“系统”。此外，本发明的各个方面可以采取实现在一个或多个计算机可读介质中的计算机程序产品的形式，所述一个或多个计算机可读介质具有实现在其上的计算机可执行代码。

可以使用一个或多个计算机可读介质的任何组合。所述计算机可读介质可以是计算机可读信号介质或者计算机可读存储介质。如在本文中使用的“计算机可读存储介质”包括任何有形存储介质，其可以存储能够由计算设备的处理器执行的指令。所述计算机可读存储介质可以被称为计算机可读非瞬态存储介质。所述计算机可读存储介质也可以被称为有形计算机可读介质。在一些实施例中，计算机可读存储介质还可以能够存储数据，所述数据能够被所述计算设备的处理器访问。计算机可读存储介质的范例包括但不限于：软盘，磁硬盘驱动器，固态硬盘，闪存，USB拇指驱动器，随机存取存储器(RAM)，只读存储器(ROM)，光盘，磁光盘和处理器的寄存器文件。光盘的范例包括压缩光盘(CD)和数字多用光盘(DVD)，例如CD-ROM、CD-RW、CD-R、DVD-ROM、DVD-RW或DVD-R盘。术语计算机可读存储介质还指代能够由所述计算机设备经由网络或通信链路访问的各种类型的记录介质。例如，可以经由调制解调器、经由互联网或经由局域网络来取回数据。体现在计算机可读介质上的计算机可执行代码可使用任何恰当的介质来传输，包括但不限于无线、有线、光缆、RF等，或上述各项的任何适当的组合。

计算机可读信号介质可以包括具有实现在其中的例如在基带内或者作为载波的一部分的计算机可执行代码的传播的数据信号。这样的传播信号可以采取多种形式中的任一种，包括但不限于，电磁的、光学的、或者它们的任意合适的组合。计算机可读信号介质可以是任何计算机可读介质，其不是计算机可读存储介质并且其能够传递、传播或传输程序用于由指令执行系统、装置或设备使用或者与其结合使用。

“计算机存储器”或“存储器”是计算机可读存储介质的范例。计算机存储器是处理器能够直接访问的任何存储器。“计算机存储设备”或“存储设备”是计算机可读存储介质的另一范例。计算机存储可设备以是任何易失性或非易失性计算机可读存储介质。

在本文中使用的“处理器”涵盖能够执行程序或机器可执行指令或计算机可执行代码的电子部件。对包括“处理器”的计算设备的引用应当被解读为能够包括超过一个处理器或处理内核。所述处理器例如可以是多核处理器。处理器还可以是指单个计算机系统之内的或者被分布在多个计算机系统之间的处理器的集合。术语计算设备也应被解释为可能指计算设备的集合或网络，每个计算设备均包括一处理器或多个处理器。所述计算机可执行代码可以由多个处理器执行，所述处理器可以处在相同的计算设备内或者其甚至可以跨多个计算设备分布。

计算机可执行代码可以包括令处理器执行本发明的各方面的机器可执行指令或程序。用于执行针对本发明的各方面的操作的计算机可执行代码可以以一种或多种编程语言(包括诸如Java、Smalltalk、C++等的面向对象的编程语言以及诸如C编程语言或类似编程语言的常规过程编程语言)的任何组合来编写并且被编译为机器可执行指令。在一些情况下，所述计算机可执行代码可以以高级语言的形式或者以预编译形式并且结合在飞行中生成机器可执行指令的解释器来使用。

所述计算机可执行代码可以作为单机软件包全部地在所述用户的计算机上、部分地在用户的计算机上、部分地在用户的计算机上并且部分地在远程计算机上、或者全部地在所述远程计算机或服务器上执行。在后者的场景中，所述远程计算机可以通过任何类型的网络(包括局域网(LAN)或广域网(WAN))或者可以对外部计算机做出的连接(例如，使用因特网服务提供商通过因特网)而被连接到用户的计算机。

本发明的各方面参考根据本发明的实施例的方法、装置(系统)和计算机程序产品的流程图图示和/或框图得以描述。应当理解，流程图、图示和/或框图的每个块或块的一部分可以在适用时以计算机可执行代码的形式由计算机程序指令实现。还应当理解的是，当不是相互排斥的时，在不同的流程图，图示和/或框图中块的组合可以被组合。这些计算机程序指令可以被提供到通用计算机、专用计算机的处理器或者其他可编程数据处理装置以生产机器，使得经由计算机的处理器或其他可编程数据处理装置执行的指令创建用于实施流程图和/或框图的一个或多个框中指定的功能/动作的器件。

这些计算机程序指令还可以被存储在计算机可读介质中，其能够引导计算机、其他可编程数据处理装置或其他设备以特定的方式工作，使得被存储在所述计算机可读介质中的所述指令产生包括实施在流程图和/或一个或多个框图框中所指定的功能/动作的指令的制品。

所述计算机程序指令还可以被加载到计算机、其他可编程数据处理装置或其他设备上以令一系列操作步骤在计算机、其他可编程装置或其他设备上执行以产生计算机实施的过程，使得在计算机或其他可编程装置上执行的指令提供用于实施在流程图和/或一个或多个框图框中所指定的功能/动作的过程。

如在本文中所使用的“用户接口”是允许用户或操作者与计算机或计算机系统进行交互的接口。“用户接口”还可以被称为“人机接口设备”。用户接口可以向操作者提供信息或数据和/或接收来自操作者的信息或数据。用户接口可使来自操作者的输入能够被计算机接收，且可将输出从计算机提供给用户。换言之，用户接口可以允许操作者控制或操纵计算机，并且该接口可以允许计算机指示操作者的控制或操纵的效果。数据或信息在显示器或图形用户接口上的显示是向操作者提供信息的范例。通过键盘、鼠标、跟踪球、触摸板、指点杆、图形输入板、操纵杆、游戏板、网络摄像头、头盔、踏板、有线手套、遥控器以及加速度计接收数据都是实现从操作者接收信息或数据的用户接口部件的范例。

如在本文中所使用的“硬件接口”涵盖使得计算机系统的处理器能够与外部计算设备和/或装置进行交互或者对其进行控制的接口。硬件接口可允许处理器将控制信号或指令发送给外部计算设备和/或装置。硬件接口也可以使处理器与外部计算设备和/或装置交换数据。硬件接口的范例包括但不限于：通用串行总线、IEEE 1394端口、并行端口、IEEE1284端口、串行端口、RS-232端口、IEEE-488端口、蓝牙连接、无线局域网连接、TCP/IP连接、以太网连接、控制电压接口、MIDI接口、模拟输入接口和数字输入接口。

本文中使用的“显示器”或“显示设备”涵盖适于显示图像或数据的输出设备或用户接口。显示器可以输出视觉、音频和触觉数据。显示器的范例包括但不限于：电脑监视器，电视屏幕，触摸屏，触觉电子显示屏，盲文屏幕，阴极射线管(CRT)、存储管、双稳态显示器、电子纸、向量显示器、平板显示器、真空荧光显示器(VF)、发光二极管(LED)显示器、电致发光显示器(ELD)、等离子显示面板(PDP)、液晶显示器(LCD)、有机发光二极管显示器(OLED)、投影机和头戴式显示器。

磁共振(MR)数据在本文中被定义为使用在磁共振成像扫描期间通过磁共振装置的天线对由原子自旋发射的射频信号的所记录的测量结果。磁共振数据是医学图像数据的范例。磁共振(MR)图像在本文中被定义为包含在磁共振成像数据内的解剖数据的经重建的二维或三维可视化。

附图说明

在下文中，将仅通过举例的方式并且参考附图来描述本发明的优选实施例，在附图中：

图1图示了磁共振成像系统的范例；

图2示出了说明操作图1的磁共振成像系统性的方法的流程图；

图3示出了图示操作图1的磁共振成像系统的另一方法的流程图；

图4示出了鸟笼线圈的透视图；

图5示出了图5的鸟笼线圈的侧视图；

图6是说明针对线圈变化以及RF端口的数量改变的反射系数对Q的依赖性如何的曲线图；

图7是图示针对对鸟笼线圈进行馈送的感应供电回路的图；

图8示出了在单个RF端口时图7的鸟笼线圈的RF特性的史密斯圆图；

图9示出了在使用两个RF端口时图7的鸟笼线圈的RF特性的史密斯圆图；

图10示出了偶极天线的示例；并且

图11图示了TEM天线的示例。

附图标记列表

100 磁共振系统

104 磁体

106 磁体的膛

108 成像区

109 感兴趣区域

110 磁场梯度线圈

112 梯度线圈电源

114 射频线圈

116 RF线圈段

118 收发器

120 RF切换单元

122 RF匹配检测系统

124 RF端口

126 对象

128 对象支撑件

140 计算机系统

142 硬件接口

144 处理器

146 用户接口

150 计算机存储器

160 机器可执行指令

162 成像脉冲序列命令

164 序列磁共振数据

166 阻抗匹配数据

168 切换单元控制指令

170 磁共振图像

200 使用RF匹配检测系统来测量阻抗匹配数据

20 使用所述阻抗匹配数据来确定切换单元控制指令

20 用控制切换单元控制指令来控制多个RF端口中的至少一个RF端口的切换单元

300 设置切换单元的单个排列

302 测量单个排列的阻抗匹配数据

304 已经测量了所有排列？

400 鸟笼线圈

402 端部环

404 环段

406 梯级

408 梯级段

410 射频屏蔽

412 环RF端口

414 梯级RF端口

416 屏蔽RF端口

500 第一组

502 第二组

600 Q

602 反射系数

604 使用了1个端口

606 使用了2个端口

608 使用了3个端口

610 使用了4个端口

612 最佳馈送

700 鸟笼线圈

702 感应馈送回路

1000 偶极天线

1002 偶极元件

1004 第一端口

1006 第二端口

1100 TEM天线

1102 载体结构

1104 条带元件

1106 条带段

1108 连接件

1110 控制线

具体实施方式

在这些附图中，类似地编号的元件是等价元件或执行相同功能。如果功能是等价的，则将不一定在后来的附图中讨论先前已经讨论过的元件。

图1图示了磁共振成像系统100的范例。磁共振成像系统包括主磁体104，其可以被称为磁体。磁体104是具有通过其的膛106的超导圆柱型磁体104。使用不同类型的磁体也是可能的。在圆柱磁体的低温恒温器内部有超导线圈的集合。在圆柱磁体104的膛106内，存在成像区108，在成像区108中，磁场足够强和均匀以执行磁共振成像。

磁体的膛106内还有磁场梯度线圈110的集合，其用于采集磁共振数据，以在磁体104的成像区108内对磁自旋进行空间编码。磁场梯度线圈110被连接到磁场梯度线圈电源112。磁场梯度线圈110旨在是代表性的。通常，磁场梯度线圈110包含用于在三个正交空间方向上空间地编码的三个分立的线圈的集合。磁场梯度电源将电流供应到所述磁场梯度线圈。供应给磁场梯度线圈110的电流根据时间来进行控制并且可以是斜变的或脉冲的。

与成像区108相邻的是射频线圈114，其用于操纵成像区108内的磁自旋的取向，并且用于接收来自也在成像区108内的自旋的射频发射。射频线圈也可以称为射频天线或天线。射频天线还可以被称为通道或天线。射频线圈114连接到多个射频收发器118。要理解的是，射频线圈114和射频收发器18是代表性的。射频线圈114旨在还表示专用的发射天线和专用的接收天线。类似地，收发器118也可以表示单独的发射器和接收器。

在成像区108内，指示了感兴趣区域109。使用射频线圈114对感兴趣区域109进行成像。射频线圈114包括若干线圈段116。线圈段116可以电容地或通过电连接而连接。射频线圈114旨在表示不同类型的线圈。射频线圈114例如可以是偶极天线、鸟笼线圈或TEM线圈。多个收发器118和射频线圈114形成射频系统125。在该示例中，存在多个收发器118。在其他示例中，作为替代，可以替换具有多个输出(单独操作)的收发器。

在该示例中，线圈段116示出为通过切换单元120连接。在该示例中，磁共振成像系统被示出为包括多个收发器118。每个收发器具有输出部，每个输出部连接到RF匹配检测系统122。RF匹配检测系统122可以例如在不同的示例中采用不同的形式。一个简单的示例是RF匹配检测系统122测量每个收发器118的反射功率。在这种情况下，RF匹配检测系统122也可以内置在收发器118中。每个收发器118的输出部连接到RF端口124。在这种情况下，RF端口被并入到切换单元120中。一种可能的射频线圈114的修改是包括射频屏蔽。在该图中未示出，但是也可以存在连接在线圈段116与RF屏蔽之间的RF端口。射频线圈114还可以包括衬板或载体，线圈段116被安装在衬底或载体上。切换单元120和/或RF端口124也可以安装在该载体或结构支撑件上。

在磁体104的膛106内，存在对象支撑件128，其支撑成像区108中的对象126。在成像区108内可以看到感兴趣区域109。

收发器118和梯度电源112被示为连接到计算机系统140的硬件接口142。该计算机系统还包括处理器144，处理器144与硬件系统142、存储器150和用户接口146通信。存储器150可以是处理器144可访问的存储器的任何组合。这可以包括诸如主存储器、高速缓存的存储器以及诸如闪存RAM、硬盘驱动器或其他存储设备的非易失性存储器。在一些示例中，存储器150可以被认为是非瞬态计算机可读介质。存储器150被示为存储机器可执行指令160，其使得处理器144能够控制磁共振成像系统100的操作和功能。存储器150还被示为包含成像脉冲序列命令162。这里使用的脉冲序列命令包括可以被转换成命令的命令或时序图，所述命令用于根据时间控制磁共振成像系统100的功能。脉冲序列命令是应用于特定磁共振成像系统100的磁共振成像协议的实现方式。

计算机存储器150还被示出为包含通过磁共振成像系统100使用成像脉冲序列命令162采集的成像磁共振数据164。成像脉冲序列命令162可以例如指定要使用收发器118施加到射频线圈114的特定量的射频功率。为了其有效地被执行，需要在收发器118和射频线圈114之间进行阻抗匹配。处理器144可以使用机器可执行指令160来采集阻抗匹配数据166。阻抗匹配数据可以例如是由RF匹配检测系统122测量的数据。计算机存储器150还被示为包含切换单元控制指令168，其可用于控制端口124中的哪个被启用或连接到收发器118。这可以用于控制射频线圈114与收发器118之间的阻抗匹配。计算机存储器140还被示为包括根据成像磁共振数据164重建的磁共振图像170。

图2示出了图示操作图1的磁共振成像系统100的方法的流程图。首先在步骤200中，使用RF匹配检测系统122来测量阻抗匹配数据166。接下来在步骤202中，使用阻抗匹配数据166来确定切换单元控制指令168。切换单元控制指令包含控制多个RF端口124中的至少一个以耦进行合或解耦以使射频系统125与射频线圈114的阻抗匹配的指令。最后在步骤204中，使用切换单元控制指令来控制切换单元120。

图3示出了控制图1的磁共振成像系统的方法的另一示例。首先在步骤300中，将切换单元120设置为打开和关闭的特定组合或排列。接下来在步骤302中，对于切换单元120的这种特定的切换组合或排列，测量阻抗匹配数据。步骤304是决策框。问题是所有的排列是否都已被测量。如果答案为否，则该方法返回到步骤300，并且将切换单元120设置为不同的状态，并且重新测量阻抗匹配数据。如果答案是是，那么方法前进到步骤202。方法步骤202和204与图2中所示的方法步骤等价。

一些示例可涉及将RF功率馈送到用于MRI的体线圈。该线圈可以是高度谐振的天线，设计用于在人体内生成良好定义的磁场。作为副作用，电场引起损耗，这强烈地改变了线圈的输入阻抗。这主要影响阻抗的实部，相对变化与谐振品质因数的变化有关，也称为负载因子。对于今天的鸟笼谐振器，这通常在3-5的范围内，这是MRI体线圈的优选实施方式。

RF功率通过脉冲放大器被馈入体线圈，脉冲放大器在其输出端需要良好或至少可接受的功率匹配。在正交操作中，这通常通过使用混合耦合器同时驱动线圈的两个正交通道来实现。该耦合器是一个4端口的，其线圈馈送端口连接到其输出部，放大器在一个输入端，并且负载(通常为500欧姆，与传输线阻抗相匹配)连接到第四端口。只要线圈表现为对称的(通常由患者对称性给出)，就没有功率反射到放大器。如果由于患者体积的变化导致非理想匹配，则所有反射功率都集中在负载中，并且因此放大器始终保持良好的功率匹配。

上述情况在多端口馈送的情况下变得不同，例如在3特斯拉和更大的MRI系统中。示例可以使用独立放大器来消除放大器的反射。过去，昂贵的隔离器(由循环器实现)被用于再次增强匹配功率。另一种选项是放大和优化放大器，使其以更高的反射功率(通用负载方法)保持执行。

放大器本身可以由几个模块组成，这些模块组合成单个输出。由于功率合成器的损耗，RF放大器必须进一步尺寸过大。

示例可以以负载相关的方式并且在谐振器本身内部而不是放大器来组合功率。这可以在线圈内使用多个可切换的馈送端口。使用的端口数量通常随着负载而增加，使得对于高患者负载(对应于大患者)，我们使用所有可用的电源模块。通过改变馈送端口的数量，我们还以这样的方式改变阻抗匹配，即每个放大器在每个负载下保持良好匹配。通过这样做，系统变得更有效(功率效率)并且我们不需要昂贵的循环器。

图4和图5示出了鸟笼线圈400的示例。鸟笼线圈包括两个端部环402，所述两个端部环402通过梯级406连接。每个端部环402被划分成单独的环段404。梯级406分为梯级段408。根据特定鸟笼线圈的设计，各个环段可以电容性地或经由电连接而连接在一起。同样，梯级段408也可以电容性地或经由电连接而连接在一起。端部环402也可以电容性地或者通过电连接而连接到梯级406。

鸟笼线圈400被示出为包含任选的RF屏蔽410。在射频屏蔽410与端部环402之间也可以存在电容连接。各个环段404之间的连接可以用作环形RF端口412。各个梯级段408之间的连接可以变成梯级RF端口414。RF屏蔽410与端部环402之间的电容连接也可以变成屏蔽射频端口416。使用诸如FET或pin二极管的部件的切换单元可用于选择性地添加或移除端口。如果两个段之间的连接是电连接或短路，则可以使用pin二极管来打开或关闭该短路以打开或关闭端口。如果连接是电容性的，则可以以类似的方式使用pin二极管来添加或移除端口。图5示出了鸟笼线圈400的侧视图。

鸟笼线圈400的圆形结构强加了鸟笼线圈中的电磁波解决方案的特定边界条件。这实现了鸟笼线圈400上的不同端口之间的特定相位布置。例如，在图5中，示出了环端口的组1 500和组2 502。标记为500的端口都处于相同的相位。也就是说，可以使用相同的相位在这四个端口处添加RF功率。第二组，组号2 502被旋转90°。这些端口502与端口500异相180°。这些端口500、502可用于正交地驱动鸟笼线圈400。

在图4中，示出了三个不同的馈送位置，其通常用于对鸟笼体线圈进行馈送。对于所有这些馈送位置，功率可以通过电流连接以及感应馈送耦合，这可以通过谐振耦合环很好地实现。这已经在用于3特斯拉MRI系统的8通道发射线圈以及用于组合MRI和LF AC系统的特殊1.5特斯拉型线圈中成功实现。

对于所有提到的馈送位置，我们还发现至少四个不同的端口承载在线圈内具有关于幅度和相位几乎相同的电流；至少通过允许180°相移可以通过翻转端口方向来补偿。第一实施例可以实现保持线圈的两个正交正交通道并使用一个到四个端口来为线圈馈送每个通道一个、两个、三个或四个放大器。在改变放大器数量的情况下，每个放大器看到的阻抗现在不同。注意，该阻抗可以仅通过有源阻抗来定义，在同时馈送所有放大器的情况下，其是通过有源阻抗由端口电压和电流的比率来定义的，因为这是需要匹配到的阻抗。图5示出了两组环电容器，每组都对应于相同的模式。

图5示出了两组相应的环端口，用于驱动正交的鸟笼。谐振模式使得所有四个相应端口中的电流相等(或至少非常相似)。因此，我们可以认为这些馈送端口串联连接，这将产生相同的效果。该谐振的有效阻抗，即在单个端口处馈送时我们将测量到的阻抗Z(n＝1)，原则上由多个串联的n个端口馈送。在这些端口，我们总是有相同的电流，但只有总电压被除以n。这产生了在每个端口处看到的阻抗为Z(n＝l)/n。

图6图示了图4和图5的线圈可以如何通过控制使用的端口数来匹配。x轴是加载时线圈的Q值，并且y轴602是反射系数。曲线604示出了当仅使用一个馈送端口时Q与反射系数之间的关系。曲线606示出了当使用两个RF端口时Q与反射系数之间的关系。曲线610示出了当使用三个RF端口时Q对S反射系数的关系。曲线610示出了当使用四个RF端口时的Q对反射系数4。这些曲线604、606、608、610的一部分已经加宽并标记为612。区域612表示用于将RF系统与图4和图5的鸟笼线圈400匹配的可选馈送装置。从该图中可以看出，通过简单地控制用于馈送鸟笼线圈的RF端口的数量，可以将反射系数602保持在-15db以下。因此，在这种情况下，鸟笼线圈400可以与各种Q值匹配，而无需使用传统的阻抗匹配网络。

线圈或天线的良好匹配可以由线圈的低反射系数S1,1来指示，其取决于线圈阻抗Z与传输线阻抗Z0的偏差。通常，在现实范围的患者中至少可以达到-10至-15dB的反射系数。

在图6中，鸟笼线圈的反射系数被1-4梯级或环端口激励，可以看出，对于超过8(＝500/60)的负载因子(LF，Q比率)范围，可以达到至少-15dB的反射，远远超出典型的患者变化性。今天使用的单一匹配情况仅实现了其LF比率高至2。通过使用2-4个馈送端口，对于LF范围为3(214/72)，可以实现至少-20dB的反射。单个匹配仅在LF范围为1.5时达到此反射。

图6示出了根据品质因子Q的反射系数S1,1，其由患者负载限定。弱负载(例如来自婴儿)可导致高Q值约300，并且强负载可导致Q约100。匹配网络可用于缩放Q轴。不同的曲线图显示了在通过1、2、3或4个端口进料时的负载相关反射。每一单个馈送都包含有限的可接受范围的负载方案。患者群体定义最大和最小负载因子。特别是对应于大患者的低品质因子Q也需要高发射功率，并且因此受到反射功率的影响最大。通过使用最佳馈送端口数，最大和最小Q值为3的商是可行的，反射小于20dB，这是绰绰有余的。对于弱负载，对比由单端口馈送，范围可以增强到大约8。

一个有趣的副作用是使用多个馈送也改善了线圈均匀性，这仅是针对强负载所要求的，对应于低品质因子。由于我们建议仅在强负荷的情况下使用最大数量的馈送，我们仍然在适用的情况下改善均匀性。

图7示出了构造用于磁共振成像系统的RF端口的替代方法。图7示出了鸟笼线圈，其具有安装在其内的若干感应馈送回路702。调节感应馈送回路702以耦合到鸟笼线圈。通过将它们以90°的增量放置，可以构造四个彼此相位相差90°的馈送端口。图8和图9示出了图7中所示的鸟笼线圈700的阻抗的史密斯圆图测量值。图7示出了

图8示出了在使用单个馈送端口702的情况下史密斯圆图中的复反射系数。在这种情况下，它匹配到25欧姆。

在图9中，示出了在使用两个馈送端口的情况下示出反射系数的史密斯圆图。阻抗加倍至约50欧姆。如图8或图9中所示测量结果是粗略测量并且微调导电馈送回路的定位或设计可以改善结果。

图10示出了偶极天线1000的示例。偶极天线包括两个偶极元件1002。这些例如可以是安装在载体元件上的导电条。偶极子可以具有任何数量的端口1004、1006，其连接到两个元件1002。端口1004、1006中的每个将连接到单独的射频电源。通过调节端口1004、1006的数量，可以控制提供给偶极天线1000的电流和电压之间的关系，从而控制匹配。在该图中未示出，但也可以有由诸如pin二极管或FET晶体管的固态器件控制的切换单元。

图11示出TEM天线1100的示例。TEM天线1100包括具有若干条带元件1104的载体结构1102。条带元件1104是以特定频率彼此强耦合的天线元件。TEM天线可以布置成平坦或柔性表面，或者可以卷成管状。当卷成管状时，TEM天线类似于没有末端梯级的鸟笼线圈。

在该示例中，每个条带元件1104包括多个条带段1106。条带段可以通过切换单元120或连接件1108连接。连接可以例如是短路或者可以是电容连接。在该示例中，每个条带元件1104具有一个切换单元120，其连接到RF端口124以及控制线1110。控制线1110可用于将RF端口124切换到电路中或从电路中切换出来以控制馈送TEM天线1100的RF端口的数量。

尽管已经在附图和前面的描述中详细图示和描述了本发明，但是这样的图示和描述应当被认为是图示性或示范性的，而非限制性的。本发明不限于公开的实施例。

本领域技术人员通过研究附图、公开内容以及权利要求书，在实践请求保护的本发明时能够理解并且实现对所公开的实施例的其他变型。在权利要求中，“包括”一词不排除其他元件或步骤，并且词语“一”或“一个”不排除多个。单个处理器或者其它单元可以实现权利要求书中记载的若干项的功能。尽管特定措施是在互不相同的从属权利要求中记载的，但是这并不指示不能有利地使用这些措施的集合。可以将计算机程序存储/分布在与其它硬件一起提供或者作为其它硬件的一部分提供的诸如光存储介质或者固态介质的合适介质上，但是还可以以诸如经因特网或者其它有线或无线电信系统的其它形式分布。权利要求书中的任何附图标记不应被解释为对范围的限制。

Claims (12)

1.一种磁共振成像系统(100)，包括：

主磁体(104)，其用于在成像区(108)内生成主磁场；

RF线圈(114)，其用于从所述成像区采集磁共振数据(164)，其中，所述RF线圈包括多个RF端口(124、412、414、416、500、502、702、1004、1006)，其中，所述RF线圈包括针对所述多个RF端口中的至少一个RF端口的切换单元(120)，所述切换单元用于将来所述RF线圈的所述多个RF端口中的所述至少一个RF端口独立地进行耦合或解耦；

射频系统(125)，其用于向所述多个RF端口中的每个供应射频功率；

RF匹配检测系统(122)，其用于测量所述射频系统与所述RF线圈之间的阻抗匹配数据(166)；

存储器(150)，其用于存储机器可执行指令，以及

处理器(144)，其用于控制所述磁共振成像系统；其中，所述机器可执行指令的执行使所述处理器：

使用所述RF匹配检测系统来测量(200、300、302、304)所述阻抗匹配数据；

使用所述阻抗匹配数据来确定(202)切换单元控制指令(168)，其中，所述切换单元控制指令包含控制被供应有RF功率的所述多个RF端口中的若干RF端口以进行耦合或解耦以使所述射频系统与所述RF线圈阻抗匹配的命令；并且

利用所述切换单元控制指令来控制(204)所述多个RF端口中的所述至少一个RF端口的所述切换单元，

其中，所述RF线圈是以下中的任何一种：鸟笼线圈(400)、TEM线圈(1100)以及单个偶极天线(1000)，

其中，对于鸟笼线圈(400)的情况：

其中，所述RF线圈包括两个端部环(402)，其中，所述鸟笼线圈包括连接所述两个端部环的多个梯级(406)，其中，以下中的任意一项：

其中，所述两个端部环中的每个包括环段(404)，其中，所述多个RF端口中的至少选定的RF端口(412)被连接在所述环段中的两个上；

其中，所述多个梯级中的每个包括梯级段(408)，其中，所述多个RF端口中的至少选定的RF端口(414)被连接在所述梯级段中的两个上；

其中，所述鸟笼线圈包括RF屏蔽，其中，所述多个RF端口中的至少一个(416)被连接在所述两个端部环中的一个和所述RF屏蔽上；以及

以上项的组合；

其中，对于TEM线圈(1100)的情况：

其中，所述TEM线圈包括多个条带元件(1104)，其中，所述条带元件包括条带段(1106)，其中，所述多个RF端口中的至少选定的RF端口被连接在所述条带段中的两个上；并且

其中，对于单个偶极天线(1000)的情况：

其中，所述单个偶极天线(1000)包括两个偶极元件(1002)，其中，所述多个RF端口中的至少选定的RF端口被连接在这两个偶极元件上。

2.根据权利要求1所述的磁共振成像系统，其中，所述阻抗匹配数据的所述测量包括重复采集(300、302、304)所述阻抗匹配数据，同时针对所述多个RF端口中的所述至少一个RF端口重新布置所述切换单元的状态。

3.根据权利要求2所述的磁共振成像系统，其中，所述RF匹配检测系统包括反射功率传感器，其中，所述阻抗匹配数据包括针对所述多个RF端口中的所述至少一个RF端口的反射功率数据。

4.根据权利要求2或3所述的磁共振成像系统，其中，所述RF匹配检测系统包括B1磁场测量系统，所述B1磁场测量系统用于测量描述由所述RF线圈生成的B1磁场的B1磁场数据，其中，所述阻抗匹配数据包括所述B1磁场测量数据。

5.根据权利要求4所述的磁共振成像系统，其中，所述B1磁场测量系统包括至少一个磁场传感器。

6.根据权利要求4所述的磁共振成像系统，其中，所述B1磁场测量系统包括所述RF线圈和所述射频系统，其中，所述机器可执行指令的执行使所述处理器至少部分地通过以下操作来采集所述B1磁场数据：

利用B1映射脉冲序列命令控制所述磁共振成像系统以采集B1映射磁共振数据，其中，所述B1映射脉冲序列命令使所述磁共振成像系统根据B1映射磁共振成像协议来采集所述B1映射磁共振数据；并且

根据所述B1映射磁共振成像协议来从所述B1映射磁共振数据重建B1场图，其中，所述阻抗匹配数据包括所述B1场图。

7.根据权利要求1-3中的任一项所述的磁共振成像系统，其中，所述多个RF端口中的至少一个包括多个感应馈送回路(702)，其中，所述多个感应馈送回路中的每个被配置用于感应地耦合到鸟笼线圈。

8.根据权利要求7所述的磁共振成像系统，其中，所述多个感应馈送回路中的每个感应馈送回路的切换单元被配置用于以下任何一项：

在所述多个感应馈送回路中的每个中创建开路或者停用所述多个感应馈送回路中的每个。

9.根据权利要求7所述的磁共振成像系统，其中，所述RF匹配检测系统包括所述多个感应馈送回路中的至少两个以及所述射频系统，其中，所述阻抗匹配数据包括负载因子数据，其中，所述负载因子数据描述所述RF线圈的负载因子或Q值，其中，使用所述RF匹配检测系统测量所述阻抗匹配数据包括：

使用所述射频系统向所述多个感应馈送回路中的所述至少两个中的至少一个提供已知的RF信号；

使用所述射频系统来测量来自所述多个感应馈送回路中的所述至少两个中的至少另一个的测量的RF信号；并且

使用所述测量的RF信号来计算所述负载因子或所述Q值。

10.根据权利要求1-3中的任一项所述的磁共振成像系统，其中，所述机器可执行指令的执行还使所述处理器：

控制所述磁共振成像系统以使用成像脉冲序列命令来采集成像磁共振数据，其中，所述成像脉冲序列命令被配置为控制所述磁共振成像系统根据磁共振成像协议来采集所述成像磁共振数据；并且

使用所述成像磁共振数据来重建磁共振图像。

11.一种操作磁共振成像系统(100)的方法，其中，所述磁共振成像系统包括：

主磁体(104)，其用于在成像区(108)内生成主磁场；

RF线圈(114)，其用于从所述成像区采集磁共振数据，其中，所述RF线圈包括多个RF端口(124、412、414、416、500、502、702、1004、1006)，其中，所述RF线圈包括针对所述多个RF端口中的至少一个RF端口的切换单元(120)，所述切换单元用于将来自所述RF线圈的所述多个RF端口中的所述至少一个RF端口独立地进行耦合或解耦；

射频系统(125)，其用于向所述多个RF端口中的每个供应射频功率；

RF匹配检测系统(122)，其用于测量所述射频系统与所述RF线圈之间的阻抗匹配数据；

其中，所述方法包括：

使用所述RF匹配检测系统来测量(200)所述阻抗匹配数据(166)；

使用所述阻抗匹配数据来确定(202)切换单元控制指令(168)，其中，所述切换单元控制指令包含控制被供应有RF功率的所述多个RF端口中的若干RF端口以进行耦合或解耦以使所述射频系统与所述RF线圈阻抗匹配的命令；并且

利用所述切换单元控制指令来控制(204)所述多个RF端口中的所述至少一个RF端口的所述切换单元，

其中，所述RF线圈是以下中的任何一种：鸟笼线圈(400)、TEM线圈(1100)以及单个偶极天线(1000)，

其中，对于鸟笼线圈(400)的情况：

其中，所述RF线圈包括两个端部环(402)，其中，所述鸟笼线圈包括连接所述两个端部环的多个梯级(406)，其中，以下中的任意一项：

其中，所述两个端部环中的每个包括环段(404)，其中，所述多个RF端口中的至少选定的RF端口(412)被连接在所述环段中的两个上；

其中，所述多个梯级中的每个包括梯级段(408)，其中，所述多个RF端口中的至少选定的RF端口(414)被连接在所述梯级段中的两个上；

其中，所述鸟笼线圈包括RF屏蔽，其中，所述多个RF端口中的至少一个(416)被连接在所述两个端部环中的一个和所述RF屏蔽上；以及

以上项的组合；

其中，对于TEM线圈(1100)的情况：

其中，所述TEM线圈包括多个条带元件(1104)，其中，所述条带元件包括条带段(1106)，其中，所述多个RF端口中的至少选定的RF端口被连接在所述条带段中的两个上；并且

其中，对于单个偶极天线(1000)的情况：

其中，所述单个偶极天线(1000)包括两个偶极元件(1002)，其中，所述多个RF端口中的至少选定的RF端口被连接在这两个偶极元件上。

12.一种包括机器可执行指令(160)的计算机程序产品，所述机器可执行指令用于由控制磁共振成像系统(100)的处理器(144)执行，其中，所述磁共振成像系统包括：

主磁体(104)，其用于在成像区(108)内生成主磁场；

RF线圈(114)，其用于从所述成像区采集磁共振数据(164)，其中，所述RF线圈包括多个RF端口(124、412、414、416、500、502、702、1004、1006)，其中，所述RF线圈包括针对所述多个RF端口中的至少一个RF端口的切换单元(120)，所述切换单元用于将来所述RF线圈的所述多个RF端口中的所述至少一个RF端口独立地进行耦合或解耦；

射频系统(118、125)，其用于向所述多个RF端口中的每个供应射频功率；

RF匹配检测系统(122)，其用于测量所述射频系统与所述RF线圈之间的阻抗匹配数据(166)；

其中，所述机器可执行指令的执行使所述处理器：

使用所述RF匹配检测系统来测量(200)所述阻抗匹配数据；

使用所述阻抗匹配数据来确定(202)切换单元控制指令(168)，其中，所述切换单元控制指令包含控制被供应有RF功率的所述多个RF端口中的若干RF端口以进行耦合或解耦以使所述射频系统与所述RF线圈阻抗匹配的命令；并且

利用所述切换单元控制指令来控制(204)所述多个RF端口中的所述至少一个RF端口的所述切换单元，

其中，所述RF线圈是以下中的任何一种：鸟笼线圈(400)、TEM线圈(1100)以及单个偶极天线(1000)，

其中，对于鸟笼线圈(400)的情况：

其中，所述RF线圈包括两个端部环(402)，其中，所述鸟笼线圈包括连接所述两个端部环的多个梯级(406)，其中，以下中的任意一项：

其中，所述两个端部环中的每个包括环段(404)，其中，所述多个RF端口中的至少选定的RF端口(412)被连接在所述环段中的两个上；

其中，所述多个梯级中的每个包括梯级段(408)，其中，所述多个RF端口中的至少选定的RF端口(414)被连接在所述梯级段中的两个上；

其中，所述鸟笼线圈包括RF屏蔽，其中，所述多个RF端口中的至少一个(416)被连接在所述两个端部环中的一个和所述RF屏蔽上；以及

以上项的组合；

其中，对于TEM线圈(1100)的情况：

其中，所述TEM线圈包括多个条带元件(1104)，其中，所述条带元件包括条带段(1106)，其中，所述多个RF端口中的至少选定的RF端口被连接在所述条带段中的两个上；并且

其中，对于单个偶极天线(1000)的情况：

其中，所述单个偶极天线(1000)包括两个偶极元件(1002)，其中，所述多个RF端口中的至少选定的RF端口被连接在这两个偶极元件上。

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