CN1201166C - 接收线圈和磁共振成像方法和设备 - Google Patents

Abstract

为了提供包括多个不发生耦合的线圈的一个接收线圈和使用这种接收线圈的磁共振成像方法和设备，当通过设置具有串联电容器422的多个导体424的回路时，提供一个低输入阻抗放大器426，它的输入电路经一个电感器428并联连接到电容器422的两端，从而通过由LC电路的并联共振产生的高阻抗，实现了在回路之间的去耦合。

Description

接收线圈和磁共振成像方法和设备

本发明涉及一种接收线圈和一种磁共振成像方法和设备，具体来说，本发明涉及一种包括具有串联电容器的多个导电回路的接收线圈，以及使用这种接收线圈的磁共振成像方法和设备。

在磁共振成像设备中，靠近研究对象的周围设置一个接收线圈，从而可在尽可能接近成像部位的位置测量磁共振信号，以改善信号的SNR(信号-噪声比)。

这样一种接收线圈的典型的例子包括用于脊椎成像的螺线管型接收线圈。由于脊椎一般认为有3个部分，即C(颈)脊椎、T(胸)脊椎、和L(腰)脊椎，所以要提供3种类型的接收线圈，以便可以按照要成像的脊椎属于脊椎的哪一部分来正确地使用。

如果同时使用多个接收线圈，则要发生电磁耦合，电磁耦合将改变线圈的共振频率。因此，当要给同一个研究对象的两个或多个脊椎部分成像时，要使用对应的专用线圈，并且要按照使用情况对所用的专用线圈进行适当的更换以避免电磁耦合。

当如以上所述给脊椎的多个部分成像时，需要更换接收线圈，使操作变得烦琐，例如需要研究对象改变他/她的位置，这可能是研究对象的一个负担。

另一方面，如果要延长螺线管线圈的轴向长度以展宽沿主体轴线方向的接收灵敏度范围，可以对脊椎的多个部分同时成像。然而，具有这样的一个增长长度的线圈减小了被接收的信号的SNR。

本发明的一个目的是提供一种包括多个不发生耦合的线圈的接收线圈，和使用这种接收线圈的磁共振成像方法和设备。

按本发明的第一个方面，提供一种接收线圈，该接收线圈包括多个具有串联电容器的导电回路，每个导电回路包括一个低输入阻抗放大器，低输入阻抗放大器的输入电路经一个电感器并联连接到电容器的两端。

按本发明的第二个方面，提供一种磁共振成像方法，该方法包括如下步骤：在保持研究对象的空间内产生一个静磁场；在该空间内产生梯度磁场；在该空间内产生一个高频磁场；测量来自于这个空间的磁共振信号；和根据测到的磁共振信号产生一个图像；其中测量磁共振信号的步骤使用了一种接收线圈来实现，该接收线圈包括多个具有串联电容器的导电回路，每个导电回路包括一个低输入阻抗放大器，低输入阻抗放大器的输入电路经一个电感器并联连接到电容器的两端。

按本发明的第三个方面，提供一种磁共振成像设备，该设备具有：用于在保持一个研究对象的空间内产生一个静磁场的静磁场产生装置；用于在该空间内产生梯度磁场的梯度磁场产生装置；用于在该空间内产生一个高频磁场的高频磁场产生装置；用于测量来自于这个空间的磁共振信号的测量装置；和根据由测量装置测到的磁共振信号产生一个图像的图像产生装置；其中：测量装置包括一个接收线圈，该接收线圈包括多个具有串联电容器的导电回路，每个导电回路包括一个低输入阻抗放大器，低输入阻抗放大器的输入电路经一个电感器并联连接到电容器的两端。

按照本发明的第四方面，提供一种如在第三方面所述的磁共振成像设备，其中的测量装置包括：一个第二接收线圈，该第二接收线圈包括一个具有串联电容器的导电回路，第二接收线圈在垂直于该接收线圈的灵敏方向的方向具有灵敏度，该导电回路具有一个低输入阻抗放大器，低输入阻抗放大器的输入电路经一个电感器并联连接到电容器的两端；和，一个频率选择信号阻塞电路，用于连接至少一个低输入阻抗放大器的一个输出信号线的接地侧到一个共用的地。

按本发明的第一至第四方面中的任何一个方面，回路最好有一个由外部信号控制的禁用装置，从而可进一步改善去耦合性能。

况且，按本发明的第二或第三个方面，最好为每个低输入阻抗放大器提供一个频率选择信号阻塞电路，用于连接每个低输入阻抗放大器的输出信号线的接地侧到一个共用地，从而可以以一个好的SNR获得接收信号。

进而，按本发明的第三或第四方面，频率选择信号阻塞电路最好是一个陷波电路，从而可有效地实现信号阻塞。

还有，按本发明的第四方面，第二接收线圈最好是马鞍型线圈，从而可有效地实现正交接收。

按照本发明，在回路中电感器经放大器的一个低输入阻抗并联连接到电容器上，因而建立了一个并联LC电路。并联共振产生的高阻抗阻塞了回路之间的耦合。

因此，本发明可以提供一种包括多个不发生耦合的线圈的接收线圈，和使用这种接收线圈的磁共振成像方法和设备。

本发明的其它目的和优点从对表示在附图中本发明的优选实施例的下面的描述中将变成显而易见。

图1是按照本发明的一个实施例的设备的一个方块图。

图2示意地表示图1所示的设备中接收线圈部分的结构。

图3是图1所示的设备的接收线圈部分的一个电路图。

图4是图1所示的设备的接收线圈的一个电路图。

图5是图1所示的设备的接收线圈的一个电路图。

图6是图1所示的设备的接收线圈的一个电路图。

图7是图1所示的设备的部分接收线圈的一个电路图。

图8是图1所示的设备的接收线圈部分的一个分解图。

图9是一个部分断开的视图，示意地表示图1所示的设备中接收线圈部分的结构。

图10表示图1所示的设备中接收线圈部分的一个形状确定部件的功能。

图11表示图1所示的设备中接收线圈部分的形状确定部件的功能。

图12示意地表示由图1所示设备实现的一个典型的脉冲序列。

图13是按本发明的另一个实施例的设备的一个方块图。

图14示意地表示图13所示设备中的接收线圈的结构。

图15表示图13所示设备中的接收线圈的电连接。

图16表示图13所示设备中的接收线圈的电连接。

现在参照附图详细描述本发明的实施例。图1表示一个磁共振成像设备的方块图，它是本发明的一个实施例。该设备的结构代表按照本发明的设备的一个实施例，该设备的操作代表按照本发明的方法的一个实施例。

如图1所示，该设备包括一个静磁场产生装置2，静磁场产生装置2在它的内部空间产生一个均匀的静磁场。静磁场产生装置2包括一对在垂直方向相互面对的并且维持一定间隔的磁产生器(未示出)如永久磁铁，用于在所介入的空间产生静磁场(垂直磁场)。显然，这个磁产生器不限于永久磁铁，还可以是超导电磁铁，普通的电磁铁，或类似物。

在静磁场产生部分2的内部空间内分别设置以相似的方式沿垂直方向相互面对的并且相隔一定距离的梯度线圈部分4、4′和发射线圈部分6、6′。

将一个研究对象8放在一个成像台10上，并且通过携带装置(未示出)将这个研究对象带入在相对的发射线圈部分6、6′之间插入的空间。研究对象8的主体轴垂直于静磁场方向。成像台10固定有一个接收线圈部分102、106、108，这些接收线圈部分包围待成像的研究对象8的对应的部位。接收线圈部分102、104、108代表本发明的接收线圈的一个实施例。

接收线圈部分102用于颈脊椎的成像，并且固定到研究对象8的颈部的周围。接收线圈部分104用于胸脊椎的成像，并且固定到研究对象8的胸部的周围。接收线圈部分104由例如形成一对的两个线圈组成。应该注意的是，形成一对(或一组)的线圈数目不限于两个，而是任何适当的数目。接收线圈部分106用于腰脊椎的成像，并且固定到研究对象8的髋关节的周围。接收线圈部分106也由例如形成一对的两个线圈组成。同样，形成一对(或一组)的线圈数目不限于两个，而是任何适当的数目。以下将对接收线圈部分102、104、106作更加详细的描述。

梯度线圈部分4、4′与梯度驱动部分16连接。梯度驱动部分16向梯度线圈部分4、4′提供驱动信号以产生梯度磁场。梯度线圈部分4、4′和梯度驱动部分16在一起代表本发明的梯度磁场产生装置的一个实施例。要产生的梯度磁场有以下3个：限幅梯度磁场、读出梯度磁场、和相位编码梯度磁场。

发射线圈部分6、6′与一个发射部分18连接。发射器部分18向发射线圈部分6、6′提供一个驱动信号以产生RF磁场，借此在研究对象8的内部激起自旋。

接收线圈部分102、104、106接收由在研究对象8内的激发的自旋产生的磁共振信号。接收线圈部分102、104、106接收在颈、胸、腰脊椎处的各自的磁共振信号。接收线圈部分102、104、106连接到接收器部分20的输入端，向接收器部分20输入对应的接收信号。

接收器部分20经一个开关(未示出)接收来自于接收线圈部分102、104、和106之一的接收信号。此外，对应于接收线圈部分102、104、106可提供3个接收器系统来接收各自的信号。应该注意的是，接收器部分20有多个接收电路(未示出)，它们和形成线圈对(或组)的多个线圈相对应。

接收器部分20的输出连接到一个模拟-数字(A-D)转换器部分22的输入端。A-D转换器部分22把接收器部分20的输出信号转换成数字信号。A-D转换器部分22有对应于各个接收电路的A-D转换电路。A-D转换器部分22可以包括3个A-D转换系统，它们对应于接收器部分20中的3个接收电路。

A-D转换器部分22的输出连接到计算机24。

计算机24接收来自于A-D转换器部分22的数字信号，并将这个信号存储在一个存储器(未示出)内。于是，在存储器中形成一个数据空间。当提供3个A-D转换系统时，对于每个系统形成一个数据空间。每个数据空间构成了一个两维傅里叶空间。计算机24在这个两维的傅里叶空间中对这些数据进行两维傅里叶逆变换，以重构研究对象8的图像。

计算机24连接到一个控制部分30。控制部分30依次连接到梯度驱动部分16、发射器部分18、接收器部分20、和A-D转换器部分22。控制部分30根据从计算机24提供的指令控制梯度驱动部分16、发射器部分18、接收器部分20、和A-D转换器部分22，以实现磁共振成像。

计算机24与一个显示部分32和一个操作部分34相连。显示部分32显示从计算机24输出的重构的图象和几个信息。操作部分34是由操作人员向计算机24输入的几个命令和信息操作的。

梯度线圈部分4、4′与梯度驱动部分16连接。梯度驱动部分16向梯度线圈部分4、4′提供驱动信号以产生梯度磁场。梯度线圈部分4、4′和梯度驱动部分16在一起代表本发明的梯度磁场产生装置的一个实施例。要产生的梯度磁场有以下3个：限幅梯度磁场、读出梯度磁场、和相位编码梯度磁场。

发射线圈部分6、6′与一个发射器部分18连接。发射器部分18向发射部分6、6′提供一个驱动信号以产生RF磁场，借此在研究对象8的内部激发一个自旋。发射线圈部分6、6′和发射器部分18一起代表本发明的高频磁场产生装置的一个实施例。

接收线圈部分106接收由在研究对象8内的激发的自旋产生的一个磁共振信号。接收线圈部分106连接到接收器部分20的输入端，向接收器部分20输入接收的信号。

接收器部分20的输出连接到一个模拟-数字(A-D)转换器部分22。A-D转换器部分22把接收器部分20的输出信号转换成数字信号。

接收线圈部分106、接收器部分20、和A-D转换器部分22在一起代表本发明的测量装置的一个实施例。A-D转换器部分22的输出连接到一个计算机24。

计算机24接收来自于A-D转换器部分22的数字信号，并将这个信号存储在一个存储器部的电(未示出)内。于是，在存储器中形成一个数据空间。这个数据空间构成了一个两维傅里叶空间。计算机24在这个两维的傅里叶空间中对这些数据进行两维傅里叶逆变换，以重构研究对象8的图像。

计算机24连接到一个控制部分30。控制部分30连接到梯度驱动部分16、发射器部分18、接收器部分20、和A-D转换器部分22。控制部分30根据从计算机24提供的指令控制梯度驱动部分16、发射器部分18、接收器部分20、和A-D转换器部分22，以实现磁共振成像。

计算机24与一个显示部分32和一个操作部分34相连。显示部分32显示从计算机24输出的一个重构的图象和几个信息。操作部分34是由操作人员向计算机24输入的几个命令和信息操作的。

图2示意地表示接收线圈部分102、104、106以及研究对象8和成像台10的典型结构，其中(a)是一个平面图，(b)是沿线A-A取的剖面图。不管在哪一个图中，3个相互垂直的方向表示为x、y、z。x方向定义为接收线圈部分102、104、106的水平方向，y方向定义为接收线圈部分102、104、106的垂直方向，z方向定义为接收线圈部分102、104、106的轴向方向。这些定义适用于下面的其它附图。

如图2所示，形成接收线圈部分106的两个部分线圈大体上半圆形地包围研究对象8的髋关节，并在其两端经它们的连接器108固定到在成像台10(未示出)上的相应的连接器上。成像台10在其表面的下方设有电路110，使每个所说的部分线圈和连接器相连。每个电路110与一个所说的部分线圈组合形成一个闭合回路。因此，形成了两个线圈，每个线圈都有一圈闭合回路或任何适当圈数的闭合回路。接收线圈部分104、102分别包围研究对象8的胸部和颈部，并且用和接收线圈部分106类似的结构固定到成像台10。接收线圈部分104和102每个都形成一个闭合回路。

图3表示该闭合回路的一个典型的电路。这个闭合回路构成了一个接收线圈。如图所示，这个闭合回路是通过串联连接电容器302和导线304形成的。在附图中的一个位置通过相应的标号来代表这些电容器和导线。闭合回路代表本发明的回路的一个实施例，电容器302代表本发明的电容器的一个实施例。电容器的数目不限于图中所示的4个，可以是任何一个适宜的数目。导线304代表本发明的导线的一个实施例。

前置放大器306的输入电路经一个电感器308连接到一个电容器302的两端，用于放大由该闭合回路接收的磁共振信号。电感器308代表本发明的电感器的一个实施例。使用一个其输入电路有足够低阻抗的放大器(即低输入阻抗放大器)作为前置放大器306。前置放大器306代表本发明的低输入阻抗放大器一个实施例。

由于前置放大器306是一个低输入阻抗放大器，所以在这样一个闭合回路中通过电容器302和电感器308基本上建立了一个并联LC电路。对这个并联LC电路的共振频率进行选择，使其等于磁产生器的频率。因此，当接收到磁共振信号时，并联LC电路发生共振，一个相关的高阻抗使这个闭合回路基本上成为开路状态。

在成像台10上以一定的间隔放置包括这样一些闭合回路的接收线圈部分102、104、106，这些接收线圈部分的回路表面相互面对。在图4中表示出设置在成像台10上的接收线圈部分102、104、106的电路。应该说明的是，图4中的电路成一个角度，从这个角度观察的线圈的回路表面是倾斜的。如图所示，接收线圈部分102由一个单个的闭合回路组成，接收线圈部分104和106每一个都由两个闭合回路组成。容易看出，如果有必要，接收线圈部分102也可以由两个或多个闭合回路组成。

在接收线圈部分102中，一个电容器422的两端经一个电感器428与前置放大器426的输入电路相连。电容器422和电感器428建立一个并联共振电路，这个并联共振电路与磁共振信号的频率发生共振。

在接收线圈部分104中，在一个闭合回路中的电容器442的两端经一个电感448与前置放大器446的输入电路相连，在另一个闭合回路中，电容器442′的两端经一个电感器448′与前置放大器446′的输入端相连。在这些闭合回路中，电容器442和电感器448，以及电容器442′和电感器448′，建立了各自的并联共振电路，所说的并联共振电路与磁共振信号的频率发生共振。

在接收线圈部分106中，在一个闭合回路中，电容器462的两端经一个电感468与前置放大器466的输入电路相连，在另一个闭合回路中的电容器462′的两端经一个电感器468′与前置放大器466′的输入电路相连。在这些闭合回路中，电容器462和电感器468，以及电容器462′和电感器468′，建立了各自的并联共振电路，所说的并联共振电路与磁共振信号的频率发生共振。

因此，所有的闭合回路在接收磁共振信号时都由于LC电路的并联共振产生的高阻抗而基本上变为开路。因为所有的在接收线圈部分102、104和106的闭合回路在接收磁共振信号时都基本上变为开路，所以在这些闭合回路之间不会发生任何耦合。由于存在这样的去耦合作用，每个闭合回路都好像是单独存在似的，它们各自接收自已的磁共振信号而不受相邻闭合回路的影响。这就是说，接收线圈部分102、104、106在一起构成了一个所谓的相控阵线圈。最好把每个接收线圈部分中的一部分LC电路和前置放大器放在成像台10表面下方的电路110中，以便于前置放大器的处理，如安装和接线。

接收线圈部分102、104、106最好设有各自可控禁止电路，以便进一步保证在这些接收线圈部分之间的去耦合作用。图5和6表示出具有这种可控禁止电路的接收线圈部分102、104、106的典型电路。在图5和6中，对于和以上参照附图4描述过的部件完全相同的部件采用相同的标号，并且省去了对它们的描述。

如图5所示，在接收线圈部分102中，由一个电感器524和一个二极管526组成的串联电路并联连接到在该闭合回路中的一个电容器522上。从一个偏置电路(未示出)向二极管526的两端选择性地施加正向或反向偏压。偏置的施加是由控制部分30控制的。电容器522、电感器524、二极管526、和偏置电路构成了一个禁止电路。

当施加正向偏压时，二极管526导通，在该闭合回路中建立另一个并联LC电路。对该并联LC回路的共振频率进行选择，使其等同于磁共振信号的频率，通过并联共振产生的附加高阻抗来保证闭合回路的开路。当施加反向偏压时，二极管526截止，不建立并联LC电路。

在接收线圈部分104和106中，提供类似的禁止电路。具体来说，电容器542、电感器544、二极管546、和偏置电路在一起构成用于接收线圈部分104的一个回路的一个禁止电路，并且电容器542′、电感器544′、二极管546′、和偏置电路在一起构成用于接收线圈部分104的另一个回路的一个禁止电路。类似地，电容器562、电感器564、二极管566、和偏置电路在一起构成用于接收线圈部分106的一个回路的一个禁止电路，并且电容器562′、电感器564′、二极管566′、和偏置电路在一起构成用于接收线圈部分106的另一个回路的一个禁止电路。

在图6中，在接收线圈部分102的闭合回路中串联连接一个二极管626。从一个偏置电路(未示出)向二极管626选择性地施加正向或反向偏压。偏置电路是由控制部分30控制的。通过施加反向偏压使二极管626截止，可阻塞通过该闭合回路的导通，使该闭合回路变为禁止状态。通过施加正向偏压使二板管626导通，允许通过该闭合回路的导通，使闭合回路起一个接收线圈的作用。

还是在接收线圈部分104和106中，提供类似的电路。具体来说，二极管646和偏置电路构成一个用于接收线圈部分104的一个回路的一个禁止电路，并且二极管646′和偏置电路构成一个用于接收线圈部分104的另一个回路的一个禁止电路。类似地，二极管666和偏置电路构成一个用于接收线圈部分106的一个回路的一个禁止电路，并且二极管666′和偏置电路构成一个用于接收线圈部分106的另一个回路的一个禁止电路。

此外，为了防止由于二极管的导通电阻引起的闭合回路的Q值的下降，使用图7示例性表示的电路结构，其中多个电路相互并联连接，每个电路都是通过串联连接电容器到一个二极管的正极和负极形成的，使其中的二极管的极性交替地反转，并且所有的二极管都串联连接到一个偏置电路(未示出)。因此可以减小并联电路两端的二极管的导通电阻，使所说的导通电阻和电路中的并联行数的倒数成正比，从而减小了二极管的导通电阻对闭合回路的影响。

在这样的接收线圈部分102、104、106中，通过激励在接收磁共振信号过程中没有使用的接收线圈部分(一个或多个)的禁止电路(一个或多个)，可以完美地实现用于接收的接收线圈部分(一个或多个)之间的去耦合作用。可以使用这些禁止电路实现在通过发射线圈部分6、6′进行的RF激发的过程中的发射线圈部分6、6′的去耦合作用。

因此，实现了接收线圈部分102、104、106相互之间的去耦合作用，所得到的效果和每个接收线圈部分单独存在的情况相同。因此，接收线圈部分102、104、106可从颈、胸、腰脊椎接收各自的磁共振信号而不受相邻线圈的影响，并且不会降低SNR。而且，可以以一个好的SNR实现在多个位置的来自于各个脊椎的磁共振信号的同时接收。

最好提供具有不同尺寸的多种规格的接收线圈部分102、1104、106，从而可以按照研究对象的尺寸进行选择，顺利地完成磁共振信号的测量。而且，最好在多个用于每个连接器的位置设置成像台上的连接器，以便适于不同研究对象8的尺寸。

按照这种接收线圈部分102、104、106，由于来自于闭合回路的接收信号是相互独立的，所以可以从接收到的信号重构各个图像。具体来说，可以独立地获得颈、胸、腰脊椎的图象。由于接收到的信号具有良好的SNR，所以重构的图像具有高质量。

此外，可以使用各个图像获得颈和胸脊椎的组合图像，胸和腰脊椎的组合图像，或颈、胸、腰脊椎的组合图像。这些组合图像也具有好的质量。

因此，由于各个脊椎可在多个位置或独立地或同时地成像，因此和常规的系统不同，每次改变成像部位时不再需要更换接收线圈。因此，明显地改善了可操作性，研究对象不增加任何负担。

应该注意的是，可以由适当数目的闭合回路构成相控阵线圈。因此可以提供具有良好SNR的接收线圈，它不仅可以成像脊椎，而且可以成像研究对象8的整个身体。

图8表示分解成片状形状的接收线圈部分106的一个部分线圈。在图9中通过部分断开的视图表示在这个状态下的接收线圈部分106的内部结构。接收线圈部分104和102具有类似的结构。应该说明的是，在图9中沿垂直方向的比例是增大了的，以便便于进行说明。

如图9所示，接收线圈部分106包括一个柔性的基底360。柔性基底通过例如一个印刷电路提供一个电通道的图型。在柔性基底360的上表面的纵向周围沿整个柔性的基底360的长度设置一对形状确定部件362。柔性基底360的上表面在形成一个半圆的圆柱形时对应于内侧。形状确定部件362由例如塑料构成。

形状确定部件362在y方向有一定厚度，因此大体上没有柔性。形状确定部件362有多个U形切口364。切口364是在z方向切开，开口向上。切口364的深度大约等于形状确定部件362的厚度。于是，极大地减小了切口364的底部厚度，从而可获得足够大的柔性。此外，底部的厚度也可以为0。

这样一种形状确定部件362只允许它的可弯曲部分(即，切口的底部)在形成圆柱形的方向弯曲该柔性基底360时发生弯曲，并且将弯曲量限制在闭合切口364的开口的大小，如图10示意图所示。可允许的弯曲量由切口的宽度确定，切口越宽，可允许弯曲量越大。

切口364在x方向的宽度和间隔按照在形成圆柱形的过程中柔性基底360的每个部分的弯曲量确定。因此当形成圆柱形时，柔性基底360可以弯曲，如图11示例性地示意所示。应该说明，虽然在图11中只表示出左部，但右部是和左部对称的。这样一种弯曲唯一地确定了接收线圈部分106的圆柱形弯曲形状。通过唯一地确定所说的弯曲形状，才能固定接收线圈部分106的电磁状态，借此才能稳定地成像。

在形状确定部件362和柔性基底360的上边提供例如由泡沫材料构成的一个冲击吸收部件366。在柔性基底360的下表面上也提供一个类似的冲击吸收部件366。所有的上述结构都包在一个外壳368中，外壳368在接收线圈部分106两端固定到连接器108上。

现在描述本发明的设备的操作。将研究对象8放在侧面空间(未示出)中的成像台10上，同时将接收线圈部分102、104、106固定到连接器上。因此在研究对象8的颈、胸、和臀的周围形成接收线圈部分102、104、106的3个线圈。显然，不是所有的3个线圈都需要固定，而是要按照成像的目的选择适当的线圈(一个或多个)。

接着，携带成像台10进入静磁场产生部分2的内部空间，(并联共振阻塞耦合)开始成像。成像是在控制部分30的控制下实现的。下面的说明将通过自旋-回波技术的成像当作磁共振成像的特例。自旋-回波技术采用在图12中示例性表示的脉冲序列。

图12是用于获取磁共振信号(自旋-回波信号)的一幅图像的一个脉冲序列的示意图。这样一个脉冲序列例如重复256次，即可获得256幅图像的自旋-回波信号。

通过控制部分30控制脉冲序列的执行和自旋-回波信号的获取。容易看出，磁共振成像不限于使用自旋-回波技术实现，还可以使用其它几种技术，例如可以采用梯度-回波技术。

如图12(6)所示，该脉冲序列沿时间轴分成4个周期(a)-(d)。首先，如图中(1）所示，在周期(a)通过一个90°脉冲P90实现RF激发。RF激发是通过由发射器部分18驱动的发射线圈部分6、6′实现的。

和RF激发一道，还要如(2)所示的施加限幅梯度磁场Gs。限幅梯度磁场Gs的施加是通过由梯度驱动部分16驱动的梯度线圈部分4、4′完成的。因此在研究对象8的内部以预定的限幅激发(选择性激发)了自旋。如果接收线圈部分102、104、106包括禁止电路，则在这个周期启动禁止电路的动作，从而在发射线圈部分6、6′和接收线圈部分102、104、和106之间实现了去耦合作用。

接着，在如(3)所示的周期(b)，施加相位编码梯度磁场Gp。相位编码梯度磁场Gp的施加也是通过由梯度驱动部分16驱动的梯度线圈部分4、4′完成的。因而实现了自旋的相位碥码。

还是在相位编码周期，通过(2)所示的限幅梯度磁场Gs来实现自旋的重新确定相位。此外，如(4)所示的，施加读出梯度磁场Gr，以使自旋重新确定相位。读出梯度磁场Gr的施加也是通过由梯度驱动部分16驱动的梯度线圈部分4、4′完成的。

然后，在如(1）所示的周期(c)，施加一个180°脉冲P180，使自旋反向。自旋的反向是通过由发射器部分18进行RF驱动的发射线圈部分6、6′完成的。如果接收线圈部分102、104、106包括禁止电路，在这个周期启动禁止电路动作，从而在发射线圈部分6、6′和接收线圈部分102、104、106之间实现了去耦合。

接着，在(4)所示的周期(d)，施加读出梯度磁场Gr。这样，从研究对象8产生一个自旋-回波信号MR，如(5)所示。自旋-回波信号MR由接收线圈部分102、104、和106接收。因为接收线圈部分102、104、和106构成一个相控阵线圈，所以它们以一个良好的SNR接收到自旋-回波信号，并且不受相邻线圈的影响。如果接收线圈部分102、104、106包括禁止电路，则最好禁止没有使用的接收线圈部分(一个或多个)，从而完美地实现了去耦合作用。

接收的信号经接收器部分20和A-D转换器部分22输入到计算机24。计算机24把输入信号存入存储器，以此作为测量数据。因此，将用于一幅图像的自旋-回波数据从接收线圈部分106收集到存储器中。

在一个预定的循环中，重复上述操作例如256次。对于每次重复，改变相位编码梯度磁场Gp，每次都可得到不同的相位编码。这在图12(3)的波形中用多条虚线表示。

计算机24根据在存储器中收集的用于所有图像的自旋-回波数据完成图像重构，产生颈、胸和腰脊椎的图像。

在显示部分32上显示这样产生的颈、胸和腰脊椎的图像，这是一个可见的图像。此外，还可以显示颈和胸脊椎的复合图像、胸和腰的复合图像、或所有脊椎的复合图像。因为接收的图像有好的SNR，所以这些图像有好的质量。

虽然以上的描述是参照用于脊椎成像的接收线圈进行的，然而，不仅可以形成用于脊椎成像的接收线圈，而且可以形成用于其它部位成像的接收线圈，这些接收线圈都是具有类似结构的相控阵线圈，因此可以得到类似的效果。

图13表示磁共振成像设备的一个方块图，它是本发明的另一个实施例。如图所示，该设备具有一个接收线圈部分120。除了接收线圈120外的结构都和图1所示的相同，因此同样的部件给出相同的标号，并且省去了对它们的描述。

图14示意地表示出接收线圈部分120的主要部分。如图所示，接收线圈部分120具有一个马鞍型线圈112和螺线管线圈114和116，这些线圈同心地设置，它们的轴与z方向一致。马鞍型线圈112代表第二接收线圈的实施例，还代表本发明的马鞍型线圈的实施例。

如果3个相互垂直的方向确定为x、y、z，并且静磁场方向与y方向一致，则马鞍型线圈112构成了一个闭合回路，该闭合回路具有在z方向相互平行地延伸的直线通道212、214、212′、214′和连接这些直线通道的弧形通道232、234和232′、234′。

直线通道212和214在一个x-z平面内，直线通道212′和214′在另一个x-z平面内，另一个x-z平面和前一个x-z平面在y方向分隔开。弧形通道232和234在一个x-y平面内，并且分别连接直线通道212和212′的第一端以及直线通道214和214′的第一端。弧形通道232′和234′在另一个x-y平面内，所说的另一个x-y平面与前一个x-y平面在z方向分隔开，并且弧形通道232′和234′分别连接直线通道212和212′的第二端以及直线通道214和214′的第二端。

马鞍型线圈112形成一个由直线通道212、214、212′、214′和弧形通道232、234、232′、234′确定的大体上圆柱形的空间，并且保持研究对象的成像部位在这个圆柱形空间内，从而就可以接收从这里产生的磁共振信号，其灵敏度方向在x方向。按类似于以前参照图3描述过的方式通过经一个电感器连接的低输入阻抗前置放大器从设在一个回路中一个适当位置的电容器(未示出)的两端拾取接收的信号。

螺线管线圈114及116同图1所示的设备中使用的接收线圈部分104及106相同，每个螺线管线圈都由两个线圈回路组成。这些线圈回路的结构可以包围保持研究对象的圆柱形空间，并且可接收磁共振信号，其灵敏度方向和z方向一致。

通过连接到一个电容器(未示出)两端的一个低输入阻抗放大器拾取在每个螺线管线圈114和116处接收的信号，所说的电容器经一个电感器设置在回路中的一个适当的位置，和接收线圈部分104、106的方式类似。

由于马鞍型线圈112和螺线管线圈114及116在相互垂直的方向有各自的接收灵敏度，所以通过相加由马鞍型线圈和螺线管线圈接收的信号的所谓正交方法可使SNR得到改善。

这样的马鞍型线圈112和螺线管线圈114及116经同轴电缆连接到接收器部分20。图15是表示这种连接的实例的示意图。如图所示，拾取如以上所述的马鞍型线圈112的接收信号的前置放大器702的输出信号通过一个同轴电缆712发送到接收器部分20。类似地，拾取如以上所述的马鞍型线圈112的接收信号的前置放大器704和704′的输出信号通过同轴电缆714和714′发送到接收器部分20。拾取在螺线管线圈116中的两个回路的接收信号的前置放大器706和706′的输出信号通过同轴电缆716和716′发送到接收器部分20。

同轴电缆712-716′的外导体连接到接收器部分20一侧的一个共用地上。在这时，同轴电缆712的外导体经一个频率选择信号阻塞电路(即一个陷波器722)连到共用地，所说陷波电路722例如由一个电容器和一个电感器的并联电路构成。同轴电缆的外导体代表本发明的输出信号线的接地侧的一个实施例。

由于陷波电路722的并联共振频率等同于接收信号(或磁共振信号)的频率，所以同轴电缆712的外导体以相对于接收信号的高阻抗连接到地。高阻抗避免了在同轴电缆712和同轴电缆714-716′之间经共用地的耦合。于是，阻断了高频电流，否则高频电流将要通过共用地的耦合在同轴电缆712和同轴电缆714-716′之间循环流动，从而改善了接收信号的SNR。

如在图16中示例性表示的，除了同轴电缆712以外，在同轴电缆714-716′中也可以提供类似的陷波电路724-726′。这样，就更加完美地实现了循环电流的阻塞，进一步改善了SNR。容易看出。在如图1所示的磁共振成像设备中可以使用类似的陷波电路。

在不偏离本发明的构思和范围的条件下可以构成本发明的许多相差很大的实施例。应该理解，本发明不限于在说明书中描述的特定实施例，本发明只由所附的权利要求书限定。

Claims (11)

1.一种接收线圈，它包括至少一个导电闭环回路，所述回路包括多个串联连接的电容器，各电容器具有两个端点；至少一个带有两个端点的低输入阻抗放大器；和一个带有两个端点的电感器；其中所述放大器之一端点连接到所述多个串联连接的电容器中所述一个电容器之一端点；所述放大器之另一端点被连接到所述电感器之一端点，而所述电感器之另一端点连接到所述一个电容器之另一端点，从而所述至少一个导电闭环回路和其它部件之间的耦合被阻止。

2.权利要求1的线圈，进一步包括用来使所述至少一个导电闭环回路不工作的装置；以及利用外部信号对所述装置进行控制的控制装置。

3.权利要求1的线圈，进一步包括在所述多个串联连接的电容器中两个相邻电容器之间插入的一个二极管。

4.权利要求1的线圈，其中配备了多个所述导电闭环回路。

5.权利要求1的线圈，进一步包括：

一个具有两个端点的二极管；

一个具有两个端点的第二电感器；其中，

所述二极管之一端点连接到所述多个串联连接的电容器中另一电容器之一端点，并且所述二极管之另一端点连接到所述第二电感器之一端点，而所述第二电感器之另一端点连接到所述另一电容器之另一端点。

6.一种磁共振成像方法，该方法包括如下步骤：

在保持研究对象的空间内产生一个磁场：

在该空间内产生一个磁场；

在该空间内产生一个高频磁场；

测量来自于所述空间的磁共振信号；以及

根据测到的磁共振信号产生一个图像；其中测量磁共振信号的步骤使用了一种接收线圈来实现，该接收线圈包括：

至少一个导电闭环回路，所述回路包括多个串联连接的电容器，各电容器具有两个端点；至少一个带有两个端点的低输入阻抗放大器；和一个带有两个端点的电感器；其中所述放大器之一端点连接到所述多个串联连接的电容器中所述一个电容器之一端点；所述放大器之另一端点被连接到所述电感器之一端点，而所述电感器之另一端点连接到所述一个电容器之另一端点，从而所述至少一个导电闭环回路和其它部件之间的耦合被阻止。

7.一种磁共振成像设备，包括：

用于在保持一个研究对象的空间内产生一个静磁场的装置；

用于在该空间内产生一个梯度磁场的装置；

用于在该空间内产生一个高频磁场的装置；

用于测量来自于这个空间的磁共振信号的装置；和

根据由所述用于测量的装置测到的所述磁共振信号产生一个图像的装置；其中：

所述用于测量的装置包括一个接收线圈，该接收线圈包括：

至少一个导电闭环回路，所述回路包括多个串联连接的电容器，各电容器具有两个端点；至少一个带有两个端点的低输入阻抗放大器；和一个带有两个端点的电感器；其中所述放大器之一端点连接到所述多个串联连接的电容器中所述一个电容器之一端点；所述放大器之另一端点被连接到所述电感器之一端点，而所述电感器之另一端点连接到所述一个电容器之另一端点，从而所述至少一个导电闭环回路和其它部件之间的耦合被阻止。

8.权利要求7的磁共振成像设备，其特征在于测量装置包括：一个第二接收线圈，该第二接收线圈包括一个闭合导电回路，该回路包括多个串联连接的电容器；所述第二接收线圈在垂直于所述首先提及的接收线圈的灵敏度方向的方向具有灵敏度；一个具有两个端点的电感器；一个具有两个端点的低输入阻抗放大器；其中所述放大器之一端点连接到所述多个串联连接的电容器中一个电容器之一端；所述放大器之另一端点被连接到所述第二电感器之一端点，而所述电感器之另一端点被连接到所述一个电容器之另一端；以及一个频率选择信号阻塞电路，用于将一条来自至少一个放大器的输出信号线的接地侧与地连到。

9.权利要求8的磁共振成像装置，其特征在于：所述第二接收线圈是马鞍型线圈。

10.权利要求7的磁共振成像装置，进一步包括：

用来使所述至少一个导电闭环回路不工作的装置；以及利用外部信号对所述装置进行控制的控制装置。

11.权利要求8的磁共振成像装置，其特征在于：所述频率选择信号阻塞电路是一个陷波电路。

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