CN116224193A - 磁场调整装置和磁共振成像系统 - Google Patents

Abstract

本申请涉及一种磁场调整装置和磁共振成像系统，该磁场调整装置包括：环阵列和多个电容电路，环阵列包括多个单环，多个单环沿轴线排布；每个单环上对应设置一个所述电容电路，在环阵列上，各电容电路的电容值呈中间向两边递增的梯度分布。这样的分布可以改变等效磁导率，对环阵列本身不均匀磁场进行了补偿，从而实现均匀化环阵列表面的磁场，当该类型的磁场调整装置应用于磁共振成像系统时，即可均匀化磁共振成像系统中的射频磁场，从而提高磁共振成像系统的成像质量。

Description

磁场调整装置和磁共振成像系统

技术领域

本申请涉及磁共振成像技术领域，特别是涉及一种磁场调整装置和磁共振成像系统。

背景技术

MRI(Magnetic Resonance Imaging，核磁共振成像技术)为非介入探测方式，是医药、生物、神经科学领域的一项重要的基础诊断技术。传统MRI设备传输的信号强度主要取决于静磁场B0的强度，采用高磁场甚至超高磁场系统可以提高图像的信噪比、分辨率和缩短扫描时间。然而静磁场强度的增加会相应增加设备成本，且使人体组织产热增加，从而带来安全隐患。因此，如何采用尽量小的静磁场强度同时能够获得高的成像质量成为MRI技术中一个至关重要的问题。

针对上述问题，研究者已经提出了多种解决方案。第一种是射频线圈优化方法，该方法极大地促进了MRI中探测器分辨率及扫描速度的提高。然而该方案需要对MRI系统进行重新设计，为实际应用带来诸多不便且成本较高。第二种是使用特殊的造影剂来增强局部磁场，如稀土磁性原子或磁性纳米粒子。由于造影剂需要通过口服或注射进入到人体组织或器官中，存在潜在的副作用甚至危及生命，因此也不是最理想的方案。第三种是通过在MRI中引入能够增强射频磁场强度的介质达到减小成像信噪比的效果，该方法是一种能够有效提高MRI特征的新趋势。

然而，上述第三种方法存在磁场分布不均匀的问题。

发明内容

基于此，有必要针对上述技术问题，提供一种能够在磁共振系统中有效提高射频磁场的均匀性的磁场调整装置和磁共振成像系统。

第一方面，本申请提供了一种磁场调整装置，所述磁场调整装置包括：环阵列和多个电容电路，所述环阵列包括多个单环，所述多个单环沿轴线排布；

每个所述单环上对应设置一个所述电容电路，且在所述环阵列上，各所述电容电路的电容值呈中间向两边递增的梯度分布。

在其中一个实施例中，所述环阵列构成超构表面。

在其中一个实施例中，所述单环为开口谐振环。

在其中一个实施例中，所述电容电路设置在所述单环的表面上。

在其中一个实施例中，所述电容电路沿所在单环所在平面的垂直方向设置在所述表面上。

在其中一个实施例中，所述电容电路包括至少两个电容，所述至少两个电容并联或串联连接。

在其中一个实施例中，所述梯度分布包括线性梯度分布、指数梯度分布、幂梯度分布和对数梯度分布中的任一种分布。

在其中一个实施例中，所述电容电路包括第一电容、第二电容和二极管；所述第二电容与所述二极管串联连接，所述第一电容与所述第二电容和所述二极管的串联支路并联或并联；

所述二极管在所述单环感应到低电动势时断开，感应到高电动势时导通。

第二方面，本申请还提供了一种磁共振成像系统，其特征在于，所述磁共振成像系统包括：发射线圈、如权利要求1所述的磁场调整装置、接收线圈和成像设备；

所述发射线圈用于激发生成磁共振信号；

所述磁场调整装置用于增强所述磁共振信号的射频场的强度，以及提升所述射频场的均匀性；

所述接收线圈用于接收通过所述磁场调整装置后的磁共振信号并发送至所述成像设备进行成像。

在其中一个实施例中，所述磁场调整装置设置在所述接收线圈接收所述磁共振信号的端表面。

本申请提供了一种磁场调整装置和磁共振成像系统，该磁场调整装置中的环阵列本身表面的磁场呈中间向两边递减的分布，为一种不均匀的磁场，极大的降低了磁共振成像的图像质量。基于此，本实施例中环阵列上通过设置电容电路来改变环阵列的等效磁导率，进而通过改变等效磁导率来改变环阵列的磁场增强性，且环阵列上的各电容电路的电容值呈中间向两边递增的梯度分布，对环阵列本身不均匀磁场进行了补偿，进而实现了均匀化环阵列表面的磁场，当该类型的磁场调整装置应用于磁共振成像系统时，即可均匀化磁共振成像系统中的射频磁场，从而提高磁共振成像系统的成像质量。

附图说明

图1为实施例一的磁场调整装置的结构示意图；

图2为实施例二的磁场调整装置的结构示意图；

图3为一个实施例中接收阶段的磁场分布图；

图4为一个实施例中发射阶段的磁场分布图；

图5为一个实施例中发射阶段和接收阶段的电容分布图；

图6为一个实施例中发射阶段和接收阶段的谐振性能的示意图；

图7为实施例三中的接收线圈和磁场调整装置的结构示意图；

图8为一个实施例中等效磁导率的分布曲线图；

图9为一个实施例中磁场调整效果图。

具体实施方式

为使本申请的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本申请的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本申请。但是本申请能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本申请内涵的情况下做类似改进，因此本申请不受下面公开的具体实施例的限制。

首先，在具体介绍本公开实施例的技术方案之前，先对本公开实施例基于的技术背景或者技术演进脉络进行介绍。通常情况下，MRI设备传输的信号强度主要取决于静磁场B0的强度，采用高磁场甚至超高磁场系统可以提高图像的信噪比、分辨率和缩短扫描时间。然而静磁场强度的增加会带来如下三个问题：1)射频(RF)磁场非均匀性增大，调谐难度增加；2)人体组织产热增加，带来安全隐患，患者还容易出现眩晕和呕吐等不良反应：3)购置成本大幅度增加，对大多数小规模医院来说是一种负担。因此，如何采用尽量小的静磁场强度同时能够获得高的成像质量成为MRI技术中一个至关重要的问题。

针对上述问题，研究者已经提出了多种解决方案。第一种是射频线圈优化方法，该方法极大地促进了MRI中探测器分辨率及扫描速度的提高。研究表明利用平行成像法能够减少扫描时间，采用多通道线圈能实现更好的成像质量和更大的检测区域。然而该方案发展至今已相对比较完善，并且考虑到优化线圈需要对MRI系统进行重新设计，为实际应用带来诸多不便。第二种是使用特殊的造影剂来增强局部磁场，如稀土磁性原子或磁性纳米粒子。由于造影剂需要通过口服或注射进入到人体组织或器官中，存在潜在的副作用甚至危及生命，因此也不是最理想的方案。第三种是通过在MRI中引入具有高介电常数的板或柱状的介电谐振子来提高射频磁场的强度和降低比吸收率从而达到提高成像分辨率和减小信噪比的效果，该方法是一种能有效提高MRI特征的新趋势。基于第三种方法，出现了一种超构表面的新型材料，可以应用于提高或改善MRI成像质量和效率。

目前提出的超构表面，各个单元的性质相同，对磁场的增强性能也相同。但是，由于超构表面的各个单元磁场的叠加效应，超构表面在中间区域磁场很强，而在边缘磁场很弱。这种结构若应用于磁共振成像，就会导致磁共振信号不均匀，从而改变磁共振成像的图像对比度。此外，不均匀的磁场还会给超构表面的非线性控制设计带来困难，导致超构表面射频发射阶段的磁场分布存在磁场相消的区域，进而导致射频伪影。因此，若要利用超构表面增强磁共振成像系统中的射频磁场，且保证磁共振成像的图像质量，有必要先解决超构表面磁场不均匀的问题。

基于上述背景，申请人通过长期的模型仿真研发以及实验数据的搜集、演示和验证，发现超构表面结构的增强性能与其等效磁导率呈正相关，因此可以通过调整超狗表面的磁导率来重新优化超构表面的磁场分布，以提高磁场分布的均匀性。针对该思路以及下述实施例介绍的技术方案，申请人均付出了大量的创造性劳动。

下面以具体的实施例对本申请的技术方案以及本申请的技术方案如何解决技术问题进行详细说明。下面这几个具体的实施例可以相互结合，对于相同或相似的概念或过程可能在某些实施例中不再赘述。下面将结合附图，对本申请的实施例进行描述。

本文中为部件所编序号本身，例如“第一”、“第二”等，仅用于区分所描述的对象，不具有任何顺序或技术含义。而本申请所说“连接”、“联接”，如无特别说明，均包括直接和间接连接(联接)。在本申请的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。

在本申请中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在实施例一中，如图1所示，提供了一种磁场调整装置，该磁场调整装置安装于磁共振成像系统中的接收线圈中。具体的，该磁场调整装置包括：环阵列100和多个电容电路200，其中，环阵列100包括多个单环110，多个单环110沿轴线排布；单环110上对应设置一个电容电路200，在环阵列100上，各电容电路200的电容值呈中间向两边递增的梯度分布。

上述环阵列100由多个单环110构成，单环110的具体数量可以根据实际应用需求确定，比如，一个环阵列100可以包含10、20、或30等不同数量的单环110。而且多个单环110沿轴线排布，即具体的相对于垂直轴线对称的排列成一条直线(参见图1)，每个单环110的尺寸均相同，单环的具体尺寸可以根据实际需求确定；相邻两个单环110之间存在预设距离，该预设距离可以小于预设距离阈值，尽可能的小以保证环阵列表面磁场增强的均匀性，至于预设距离的确定可以根据实际实验和需求确定。

在实际应用中，各个单环110对磁场具有增强性能，进而使构成的环阵列100上存在各个单环110磁场的叠加效应，呈现一种中间区域磁场很强，而在边缘区域磁场很弱的情况，因此环阵列表面的磁场呈现中间向两边递减的部分情况。可选的，上述环阵列100构成超构表面，其中，超构表面具有许多天然材料所不具备的特殊性质，利用电磁波与超构表面的金属或电介质基元间的相互作用及基元间的耦合效应，可以实现对电磁波传播路径与电磁场场强分布的控制。可选的，单环110为开口谐振环，而开口谐振环是构筑超构表面最重要的基本单元之一。可选的，单环的构型可以具体为圆形、椭圆形、方形等闭合导通的构型，对此本实施例不限定。需要说明的是，由多个开口谐振环构成的超构表面上的磁场呈现一种中间区域磁场很强，而在边缘区域磁场很弱的情况。

上述电容电路200中可以只包括一个电容，也可以包括多个电容，还可以包含其他器件，只要在环阵列100上各电容电路200的电容值呈中间向两边递增的梯度分布即可满足本实施例磁场调整装置的使用要求。当电容电路200包含多个电容时，多个电容可以并联连接，也可以串联连接。可选的，电容电路200沿所在单环所在平面的垂直方向设置在该单环的表面上，具体可以包括内表面和外表面。在实际应用中，可以将电容焊接在单环的表面上。需要说明的是，每个单环110上的同一位置或不同位置均设置一个电容电路，且不同单环110上的电容电路200的电容值不同，以及在环阵列100上各电容电路200的电容值呈中间向两边递增的梯度分布，可选的，该梯度分布包括线性梯度分布、指数梯度分布、幂梯度分布和对数梯度分布中的任一种分布。另外，图1中给出了多个电容并联，以及多个单环上同一位置处设置电容电路的情况，仅是示例说明，对于电容的排列形式和位置并不构成限定。

相应的，图1实施例中的各单环110上的电容电路200(图1中的a)中包含一个电容也仅是举例示意，其中各电容电路200的电容值呈现中间向两边递增的梯度分布，比如，图1中的电容C1、C2、C3、C4、C5对称分布，且电容值呈线性递增分布，则对应的各电容的电容值可以采用如下关系式(1)获取：

C_n＝[1+(n-1)f_α]C₁ n≥1 (1)；

其中，n为单环的编号，编号为1的单环对应的电容为C₁，C₁可以为任意值，具体可以根据实际应用电路需求确定。从编号为1的单环分别向两边排列的单环上的电容为C₂、C₃、C₄、C₅，它们对应的电容值可以根据上述关系式(1)确定。f_α为梯度因子，可以根据实际实验或仿真确定。

可选的，若图1实施例中的各单环110上的电容电路200中包含两个电容，则电容电路200中的两个电容并联连接(参见图1的b)，或者也可以串联连接，其中各电容电路200的等效电容值呈现中间向两边递增的梯度分布，比如，图1中各电容电路200的等效电容C1、C2、C3、C4、C5的电容值呈线性递增分布，则对应的各电容的电容值可以采用如下关系式(2)获取：

C_n＝[1+(n-1)f_φ](C_p+C_q) n≥1 (2)；

其中，n为单环的编号，编号为1的单环对应的等效电容为C₁，C₁可以为任意值，具体可以根据实际应用电路需求确定。从编号为1的单环分别向两边排列的单环上的等效电容为C₂、C₃、C₄、C₅，它们对应的等效电容值可以根据上述关系式(1)确定。f_φ为梯度因子，可以根据实际实验或仿真确定。

本实施例提供的磁场调整装置中的环阵列本身表面的磁场呈中间向两边递减的梯度分布，为一种不均匀的磁场，极大的降低了磁共振成像的图像质量。基于此，本实施例中环阵列上通过设置电容电路来改变环阵列的等效磁导率，进而通过改变等效磁导率来改变环阵列的磁场增强性，且环阵列上的各电容电路的电容值呈中间向两边递增的梯度分布，对环阵列本身不均匀磁场进行了补偿，进而实现了均匀化环阵列表面的磁场，当该类型的磁场调整装置应用于磁共振成像系统时，即可均匀化磁共振成像系统中的射频磁场，从而提高磁共振成像系统的成像质量。

可以理解的是，图1实施例中电容电路200的等效电容值是对称分布的，且呈现中间向两边梯度对称递增分布，则两边的梯度因子相同，即两边的递增斜率相同，这种设计是针对一般情况下环阵列本身表面的磁场就是中间区域强两边区域对称弱的分布下进行设计(参见图5中电容值的分布曲线)。当实际环阵列本身表面的磁场呈现中间区域强两边区域不对称弱时，对应设计的电容电路200的等效电容值也相应的为不对称分布，两边的等效电容值也可以参考关系式(1)或(2)计算得到，在此不多做说明。

在实施例二中，如图2所示，提供了一种磁场调整装置，该磁场调整装置中的电容电路200包括第一电容201、第二电容202和二极管203；第二电容202与二极管203串联连接，第一电容201与第二电容202和二极管203的串联支路并联或串联(图2中仅是示意出了并联的电路)；二极管203在单环110感应到低电动势时断开，感应到高电动势时导通。

示例性说明图2实施例所述的磁场调整装置，该磁场调整装置包括环阵列100和多个电容电路200，具体的，磁场调整装置中的环阵列100可以为超构表面，环阵列100由10个单环110构成，单环110为椭圆型的开口谐振环，椭圆型的开口谐振环的长轴长为96mm，短轴长为33mm，宽度为19mm。相邻两个开口谐振环之间的距离为1mm，环阵列周期为20mm。该环阵列100上的电容值从中间向两边线性递增，且两端对称分布。为了清楚说明，给该环阵列100进行编号，从中间的单环110到边缘的单环110分别为1-5号。在本实施例中，使用线性电容梯度，即环阵列100上的电容值向两边线性递增。说明的是，上述结构的各尺寸值为实验研究提供的参考值，对此并不进行限定。

本实施例中，电容电路200的工作状态为：在磁共振成像系统的接收阶段，电容电路200中的二级管203感应到低电动势，此时二级管203断开，第二电容202断开，只有第一电容201接入电路，此时环阵列100(超构表面)谐振在拉莫尔频率；在磁共振成像系统的发射阶段，电容电路200中的二级管203感应到高电动势，此时二级管203导通，第二电容202接入电路，并与第一电容201并联，使得环阵列100(超构表面)的等效电容增加，谐振频率降低。

假设在本实施例中，使用线性电容梯度，由于接收阶段只有第一电容201接入电路，发射阶段有第一电容201和第二电容202并联接入电路，因此，环阵列100(超构表面)在接收和发射阶段具有不同的梯度值。设第一电容使用C₁表示，第二电容使用C₂表示，则接收和发射阶段各单环的电容值可以分别使用如下关系式(3)和关系式(4)得到：

C_n＝[1+(n-1)f_r]C_i n≥1 (3)；

C_n＝[1+(n-1)f_t](C_i+C_j)n≥1 (4)；

其中，f_r和f_t分别为接收和发射阶段的线性梯度因子。n为单环的编号，C_i为接收阶段电容电路对应的等效电容，C_i+C_j为发射阶段电容电路对应的等效电容，C_i和C_j可以为任意值，具体可以根据实际应用电路需求确定。各单环上的电容电路对应的等效电容值可以根据上述关系式(3)和(4)确定。f_r和f_t分别为接收和发射阶段的线性梯度因子，可以根据实际实验或仿真确定。下面说明f_r和f_t的确定方法和最优取值。

首先确定接收阶段的梯度因子f_r。基于图2实施例所述磁场调整装置的结构，以及对应的具体尺寸参见前述示例，通过仿真实验(参见图3所示的在不同线性梯度因子下接收阶段的磁场分布图)，可以确定f_r＝0.09时，环阵列表现的磁场的均匀性最佳，即f_r＝0.09为最优值，可以使上述构型的磁场调整装置在接收阶段具有最好的磁场均匀性，且此时处于临界梯度状态；当f_r<0.09时，磁场分布仍然呈现中间高边缘低的分布特点，此时处于欠梯度状态；当f_r>0.09时，磁场分布出现了两个磁场强度峰值，磁场均匀性不佳，此时处于过梯度状态。因此，本实施例中磁共振成像系统的接收阶段，梯度因子f_r的取值范围可以为f_r≤0.09。

其次确定发射阶段的梯度因子f_t。基于图2实施例所述磁场调整装置的结构，以及对应的具体尺寸参见前述示例，通过仿真实验(参见图4所示的在不同线性梯度因子下发射阶段的磁场分布图)，可以确定f_t＝0.12时，环阵列表现的磁场的均匀性最佳，即f_t＝0.12为最优值，可以使上述构型的磁场调整装置在发射阶段具有最好的磁场均匀性，且此时处于临界梯度状态；当f_t<0.12时，磁场分布仍然呈现中间高边缘低的分布特点，此时处于欠梯度状态；当f_t>0.12时，磁场分布出现了两个磁场强度峰值，磁场均匀性不佳，此时处于过梯度状态。因此，本实施例中磁共振成像系统的发射阶段，梯度因子f_t的取值范围可以为f_t≤0.12。基于上述两个梯度因子的最优取值，各单环(开口谐振环)100在发射和接收阶段的电容分布如图5所示。

图2实施例提出了通过构筑电容梯度，从而实现磁导率梯度的匀场策略。环阵列(超构表面)上的各单环(开口谐振环)的电容值从中间单环向边缘单环线性递增，并且存在一个最佳梯度，极大的提高了上述环阵列表面的磁场的均匀性。而在实际应用中，不均匀的磁场会给环阵列(超构表面)的非线性控制设计带来困难，即若环阵列(超构表面)上的磁场不均匀，则就无法实现对环阵列的非线性控制，而进行有效的非线性控制设计是实现环阵列(超构表面)MRI的临床应用的必要条件。因为，通常情况下，在MRI中存在两个射频阶段：射频发射阶段和射频接收阶段，这两个阶段的射频场具有相同的谐振频率。若使用环阵列(超构表面)增强MRI中的射频磁场的强度，则环阵列(超构表面)在增强射频接收场的同时，还会大幅度增加射频发射场。射频发射场被增强之后，会带来以下两个问题：1、人体特种吸收率(specific absorption rate，SAR)会大幅度增加，SAR∝B₁ ²，因此环阵列(超构表面)的加入会引起人体产热大幅度增加，带来安全问题。2、对于部分序列，比如快速自旋回波序列(Fast spin echo，FSE)，使用功率标准之后，获得的图像仍然有很大伪影，不能得到理想图像。

针对上述问题，图2实施例中环阵列100上的电容电路200还可以实现该类型构件的谐振频率的非线性控制，即在射频发射阶段，环阵列(超构表面)100中各单环110处于谐振状态，在射频接收阶段，环阵列100中各单环110处于失谐状态(参见图6所示的发射阶段和接收阶段的谐振性能的示意图)，因此对环阵列(超构表面)100的谐振和非谐振两个状态都要施加电容梯度策略(磁导率梯度策略)，以提高该环阵列(超构表面)100在射频发射阶段和接收阶段的磁场均匀性。可选的，本实施例中环阵列(超构表面)100的非线性控制还能够通过并联谐振、耗尽型MOS管等非线性设计方法实现，其原理与本实施例非线性设计原理相同。

图2实施例提供的磁场调整装置解决了目前由开口谐振环构成的环阵列存在的磁场不均匀和干扰射频发射场的问题。本发明通过磁导率梯度设计，提高了环阵列(超构表面)在射频发射和接收阶段的磁场均匀性，进而提高了采用本实施例提供的磁场调整装置得到的磁共振图像的均匀性，以及也为环阵列(超构表面)的非线性控制设计铺平道路。进一步地，本发明通过采用图2实施例所述电容电路实现的控制方法，使得环阵列(超构表面)在射频发射和接收阶段具有不同的谐振频率，在接收阶段，环阵列(超构表面)在拉莫尔频率处发生谐振，可以大幅度增强信号场，从而提高图像信噪比。在发射阶段，环阵列(超构表面)谐振频率降低，远离拉莫尔频率，不增强射频发射场，进而克服了开口谐振环构成的环阵列存在的干扰射频发射场的问题。因此，通过磁导率梯度设计和电容电路控制方法，可以抑制磁共振成像系统中发射磁场的场强增加，进而减少成像图像的伪影，实现了环阵列(超构表面)的MRI最佳的临床应用。

在实施例三中，提供了一种磁共振成像系统，该系统包括：发射线圈、图2实施例所述的磁场调整装置、接收线圈和成像设备；其中，发射线圈用于激发生成磁共振信号；磁场调整装置用于增强磁共振信号的射频场的强度，以及提升射频场的均匀性；接收线圈用于接收通过磁场调整装置后的磁共振信号并发送至成像设备进行成像。

上述实施例中的发射线圈、接收线圈与成像设备可以为现有任一种MRI成像系统中的发射线圈、接收线圈和成像设备，对此本实施例不做具体说明。本发明提出的磁场调整装置可以设置在接收线圈接收磁共振信号的端表面，参见图7所示，磁场调整装置400设置在接收线圈300的上表面。该磁场调整装置可以基于上述任一实施例说明的方法均匀化该磁共振成像系统中射频磁场的均匀性，从而提高该磁共振成像的成像质量，比如，图像的信噪比提高，进而提高图像的分辨率，以及缩短图像的扫描时间。具体的原理参见前述说明，此处不做赘述。

最后，将具有优化磁导率梯度的环阵列(超构表面)与不采用磁导率梯度的环阵列(超构表面)做对比分析。不做磁导率梯度设计的环阵列(超构表面)中各单环的磁导率相同，而具有优化磁导率梯度的环阵列(超构表面)通过磁导率梯度设计，使得各单环的磁导率各不相同(参见图8)。采用磁导率梯度设计之后，环阵列(超构表面)在射频发射和接收阶段的磁场均匀性得到大幅度提高，具体可参见图9所示的环阵列(超构表面)在射频发射和接收阶段的磁场调整效果图。(参见图9中(b)和(d)所示的频率响应曲线、图9中(c)和(e)所示的磁场分布、图9中(f)所示的MRI图像、以及图9中(g)所述的MRI图像对应的归一化信号强度分布曲线)。

可见，从均匀水膜的MRI图像来看，在不采用磁导率梯度设计时，水膜图像中存在显著伪影，并且信号均匀度很差。采用磁导率梯度设计之后，水膜图像中不再出现伪影，信号均匀度也得到了极大提高；从信号强度分布曲线来看，在不采用磁导率梯度设计时，信号强度分布曲线为中间强度值高两边强度值低的曲线，表示该环阵列(超构表面)的磁场呈中间区域强两边区域弱的梯度分布，即为不均匀的；采用磁导率梯度设计之后，信号强度分布曲线为平缓的曲线，表示该环阵列(超构表面)的磁场是均匀的，也就是说，采用磁导率梯度设计实现了环阵列(超构表面)磁场均匀性的调整。

以上实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本申请的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本申请专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。因此，本申请的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种磁场调整装置，其特征在于，所述磁场调整装置包括：环阵列和多个电容电路，所述环阵列包括多个单环，所述多个单环沿轴线排布；

每个所述单环上对应设置一个所述电容电路，且在所述环阵列上，各所述电容电路的电容值呈中间向两边递增的梯度分布。

2.根据权利要求1所述的磁场调整装置，其特征在于，所述环阵列构成超构表面。

3.根据权利要求2所述的磁场调整装置，其特征在于，所述单环为开口谐振环。

4.根据权利要求1-3任一项所述的磁场调整装置，其特征在于，所述电容电路设置在所述单环的表面上。

5.根据权利要求4所述的磁场调整装置，其特征在于，所述电容电路沿所在单环所在平面的垂直方向设置在所述表面上。

6.根据权利要求1或5所述的磁场调整装置，其特征在于，所述电容电路包括至少两个电容，所述至少两个电容并联或串联连接。

7.根据权利要求1或5所述的磁场调整装置，其特征在于，所述梯度分布包括线性梯度分布、指数梯度分布、幂梯度分布和对数梯度分布中的任一种分布。

8.根据权利要求1所述的磁场调整装置，其特征在于，所述电容电路包括第一电容、第二电容和二极管；所述第二电容与所述二极管串联连接，所述第一电容与所述第二电容和所述二极管的串联支路并联或串联；

所述二极管在所述单环感应到低电动势时断开，感应到高电动势时导通。

9.一种磁共振成像系统，其特征在于，所述磁共振成像系统包括：发射线圈、如权利要求1所述的磁场调整装置、接收线圈和成像设备；

所述发射线圈用于激发生成磁共振信号；

所述磁场调整装置用于增强所述磁共振信号的射频场的强度，以及提升所述射频场的均匀性；

所述接收线圈用于接收通过所述磁场调整装置后的磁共振信号并发送至所述成像设备进行成像。

10.根据权利要求9所述的磁共振成像系统，其特征在于，所述磁场调整装置设置在所述接收线圈接收所述磁共振信号的端表面。

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