CN205958733U - 射频发射装置及磁共振成像系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型的一实施例提供一种射频发射装置及磁共振成像系统。所述射频发射装置用于磁共振设备的多个发射线圈，其中，包括：一射频发生器(10)，其能够产生射频初始信号；一射频放大器(21)，其连接于射频发生器，对射频初始信号进行功率放大；一射频信号应用器(20)，其集成设置有体线圈通道选择器(22)和与体线圈通道选择器的各输出端连接的发射天线电平传感器(23)，体线圈通道选择器混合从射频放大器输出的放大后的射频初始信号而形成正交的两路射频信号，发射天线电平传感器检测从体线圈通道选择器输出的各射频信号的功率即第一功率，射频放大器(21)与射频发生器(10)或射频信号应用器(20)的任一方集成设置。

Description

射频发射装置及磁共振成像系统

技术领域

本实用新型涉及一种射频发射装置，尤其涉及一种用于磁共振成像系统的射频发射装置。

背景技术

在目前的磁共振成像系统中，体线圈射频信号的发射链路如图3所示。参照图3，该发射链路主要包括：射频发生器100、射频放大器101、发射天线切换开关102、体线圈通道选择器103、发射天线电平传感器104。其中，射频发生器100用于生成待发射的射频信号，功率放大器101的主要作用是放大待发射的射频信号。发射天线切换开关102的主要作用是将射频放大器101的输出功率切换输出给体线圈通道选择器103，即：将射频放大器101的输出功率传送到体线圈通道选择器103，以便进一步提供给发射线圈200发射；或者将射频放大器101的输出功率传送到功率负载上，从而可以通过测量来校准射频放大器101，同时来自体线圈通道选择器103的反射信号输出到假负载上，进而返回到磁共振系统的接收器。体线圈通道选择器103的主要作用是将通过发射天线切换开关102后输入的一路射频信号分成正交的两路射频输出信号，并通过射频输出端口输出给发射天线电平传感器104，进而输出到发射线圈200。发射天线电平传感器104能够对体线圈通道选择器103输出的射频功率进行检测。发射线圈200主要用于将所输入的两路射频信号发射出去。

在现有的射频发射装置中，需要对每个组成部分单独进行调节校准，此外，上述组成部分分布在磁共振成像系统的不同位置，例如分别设置在磁体间、设备室及操作间，尤其是发射天线电平传感器104需要定期更换，因此，对于现有的射频发射装置的结构，操作和维护都较复杂。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型提出了一种简化了配置结构的射频发射装置及具备其的磁共振成像系统。

本实用新型的一实施例提供一种射频发射装置，用于磁共振设备的多个发射线圈，其中，包括：一射频发生器，其能够产生射频初始信号；一射频放大器，其连接于所述射频发生器，对所述射频初始信号进行功率放大；一射频信号应用器，其集成设置有体线圈通道选择器和与所述体线圈通道选择器的各输出端连接的发射天线电平传感器，所述体线圈通道选择器将从所述射频放大器输出的放大后的射频初始信号分成正交的两路射频信号，所述发射天线电平传感器检测从所述体线圈通道选择器输出的各所述射频信号的功率即第一功率，所述射频放大器与所述射频发生器或所述射频信号应用器的任一方集成设置。

根据该实施例，能够将射频发生器设置于磁共振成像设备的设备间，而将集成有体线圈通道选择器和发射天线电平传感器的射频信号应用器设置于磁体室内，从而简化了射频发射装置的配置结构，克服了以往射频发射系统的各组成部分分开设置而导致系统结构复杂的问题。

在上述射频发射装置中，优选所述体线圈通道选择器在各输出端的输出通道中分别包括一定向耦合器，利用该定向耦合器检测所述体线圈通道选择器的各所述输出通道中所述射频信号的输出功率即第二功率。

根据该实施例，通过将第二功率与第一功率进行对比，在二者的偏差超过预定阈值的情况下，能够判断发射天线电平传感器存在问题，需要返厂检修，从而能够及时发现故障，保证磁共振成像设备的使用效率。

在上述射频发射装置中，优选所述射频信号应用器进一步包括一反馈控制电路，该反馈控制电路连接于所述定向耦合器与所述射频发生器之间，并根据所述定向耦合器检测到的所述第二功率来调整所述射频发生器产生的射频初始信号的功率值。

根据该实施例，采用反馈控制电路来调整射频发生器产生的射频初始信号的功率值，从而不需要以往的发射天线切换开关，从而降低了射频发射装置的成本。

此外，本实用新型的另一实施方式提供一种磁共振成像系统，其中，包括上述的射频发射装置。

附图说明

下面将通过参照附图详细描述本实用新型的优选实施例，使本领域的普通技术人员更清楚本实用新型的上述及其它特征和优点，附图中：

图1是本实用新型的第一实施例涉及的射频发射装置的结构说明图。

图2是本实用新型的第二实施例涉及的射频发射装置的结构说明图。

图3是现有的射频发射装置的结构说明图。

其中，附图标记如下：

1 射频发射装置；

10 射频发生器；

20 射频信号应用器；

21 射频放大器；

22 体线圈通道选择器；

221 射频输入端口；

222 第一射频输出端口；

223 第二射频输出端口；

224 假负载端口；

225 定向耦合器；

23 发射天线电平传感器；

24 反馈控制电路；

发射线圈2；

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，以下举实施例对本实用新型进一步详细说明。

在本文中，“示意性”表示“充当实例、例子或说明”，不应将在本文中被描述为“示意性”的任何图示、实施方式解释为一种更优选的或更具优点的技术方案。

为使图面简洁，各图中只示意性地表示出了与本实用新型相关的部分，它们并不代表其作为产品的实际结构。另外，为使图面简洁便于理解，在有些图中具有相同结构或功能的部件，仅示意性地绘示了其中的一个，或仅标出了其中的一个。

第一实施例

利用本实用新型涉及的射频发射装置1能够形成向磁共振设备的发射线圈2供给的射频信号。

下面，结合附图1，对本实用新型的射频发射装置1进行说明。如图1所示，射频发射装置1包括射频发生器10和射频信号应用器20。

射频发生器10主要是计算和产生射频初始信号，经过混频、同步以及滤波后，得到带有一定频率的射频脉冲信号。在本实施例中，射频发生器10设置于磁共振成像设备的设备室(ECA)内。

射频信号应用器20与射频发生器10通过线缆连接，能够将射频初始信号转变为能够向发射线圈2的特定的线圈通道供给的射频信号。在本实施例中，该射频信号应用器20包括串联设置的射频放大器(RFPA)21、体线圈通道选择器(BCCS)22、发射天线电平传感器(TALES)23，以及连接在体线圈通道选择器22的输出端与射频发生器10之间的反馈控制电路24。在本实施例的射频信号应用器20中，集成设置有射频放大器21、体线圈通道选择器22、发射天线电平传感器23及所述反馈控制电路24。在本实施例中，射频信号应用器20设置于磁共振成像设备的磁体室(Mag Room)内。

射频放大器21是将射频发生器10产生的射频脉冲小信号进行功率放大。一般要求它不仅能够输出足够的功率，还要有一定宽度的频带和非常好的线性，因此功率放大器的工作必须是非常可靠的。在此，射频放大器是采用MOSFET构成的推挽结构功率放大器(pushpull amplifier)，然而射频功率放大器通常它的输出特性是非线性的，主要有两方面的影响：增益取决于输入功率的水平，相位取决于输出功率的水平。在很高的的输入水平时它的输出功率并没有线性的放大。

体线圈通道选择器22的主要作用是将射频放大器(RFPA)21输出的放大后的射频信号，分成两路正交的射频输出信号，并通过射频输出端口222、223经由后述的发射天线电平传感器23输出给发射线圈2。发射线圈2主要用于将所输入的两路射频信号发射出去。

体线圈通道选择器22包括四个端口，分别为射频输入端口221、第一射频输出端口222、第二射频输出端口223以及假负载端口224。在射频输入端口221与第一射频输出端口222之间、第二射频输出端口223与假负载端口224之间分别存在90°的奇数倍的相移。在射频输入端口221与第二射频输出端口223之间、第一射频输出端口222和假负载端口224之间存在90°的偶数倍的相移。

在磁共振成像系统中，发射天线电平传感器(TALES)23是一种精确的射频信号伏特计，用于测量发射线圈2的前向和后向功率，即利用发射天线电平传感器23测量发送装置向高频天线发送的前向功率以及高频天线所返回的后向功率。

发射天线电平传感器23长期使用之后容易产生老化等各种故障，造成测量值与实际值发生漂移。在现有技术中，为了克服漂移误差所造成的各种缺陷，需要将发射天线电平传感器23定期返厂检查。然而，这种处理方式显著提高了各种成本，并且当漂移发生时通常不能及时发现故障。在本实施例中，通过利用发射天线电平传感器23对经过体线圈通道选择器22向发射线圈2发送的射频信号的功率进行测量得到第一测量功率。

进而，在本实施例中，在体线圈通道选择器22的输出端即第一射频输出端口222、第二射频输出端口223分别设置有两个定向耦合器(DICO)225，定向耦合器225是一种具有方向性的功率耦合元件，通常由称为直通线(主线)和耦合线(副线)的两段传输线组合而成。直通线和耦合线之间通过一定的耦合机制(例如缝隙、孔、耦合线段等)把直通线功率的一部分(或全部)耦合到耦合线中，并且功率在耦合线中只传向某一输出端口，另一端口则无功率输出。如果直通线中波的传播方向变为与原来的方向相反，则耦合线中功率的输出端口与无功率输出的端口也会随之改变，也就是说，功率的耦合(分配)是有方向的。在本实施例中，利用定向耦合器225对从体线圈通道选择器22输出的射频信号的功率进行测量得到第二测量功率。

在本实施例中，通过将第一测量功率与第二测量功率进行对比，从而在第一测量功率与第二测量功率之间的差超过预定的阈值的情况下，能够判断发射天线电平传感器23产生老化，从而能够及时发现故障，将发射天线电平传感器23返厂检查。

此外，在本实施例中，反馈控制电路24对从体线圈通道选择器22的第一射频输出端口222、第二射频输出端口223输出的射频信号进行采样，并利用反馈控制来调整射频发生器10的输出功率，从而实现预校准，进而通过射频放大器(RFPA)11得到一个理想的线性的射频脉冲。因此，不需要现有技术那样，利用发射天线切换开关将射频放大器21的输出功率传送到功率负载上并通过测量来校准射频放大器21，因此，本实施例与现有的技术方案相比，不需要发射天线切换开关，从而实现成本的降低。在此，常用的线性化技术还可以是反馈法、预失真法、前馈法、笛卡尔环等。

第二实施例

下面，结合附图2，对本实用新型的第二实施例涉及的射频发射装置进行说明。在第一实施例中，射频放大器21与体线圈通道选择器22及发射天线电平传感器23集成设置于射频信号应用器20并设置在磁体室(Mag Room)内，而在第二实施例中，如图2所示，射频放大器21与射频发生器10集成设置于磁共振设备的设备室(ECA)内。除了射频放大器21的设置位置与第一实施例不同以外，其余均与第一实施例相同，在此省略说明。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种射频发射装置，用于磁共振设备的多个发射线圈，其特征在于，包括：

一射频发生器(10)，其能够产生射频初始信号；

一射频放大器(21)，其连接于所述射频发生器，对所述射频初始信号进行功率放大；

一射频信号应用器(20)，其集成设置有体线圈通道选择器(22)和与所述体线圈通道选择器的各输出端连接的发射天线电平传感器(23)，所述体线圈通道选择器将从所述射频放大器输出的放大后的射频初始信号分成正交的两路射频信号，所述发射天线电平传感器检测从所述体线圈通道选择器输出的各所述射频信号的功率即第一功率，

所述射频放大器(21)与所述射频发生器(10)或所述射频信号应用器(20)的任一方集成设置。

2.根据权利要求1所述的射频发射装置，其特征在于，

所述体线圈通道选择器(22)在各输出端的输出通道中分别包括一定向耦合器(225)，利用该定向耦合器检测所述体线圈通道选择器的各所述输出通道中所述射频信号的输出功率即第二功率。

3.根据权利要求2所述的射频发射装置，其特征在于，

所述射频信号应用器进一步包括一反馈控制电路(24)，该反馈控制电路连接于所述定向耦合器(225)与所述射频发生器(10)之间，并根据所述定向耦合器检测到的所述第二功率来调整所述射频发生器(10)产生的射频初始信号的功率值。

4.一种磁共振成像系统，其特征在于，包括：

权利要求1～3中任一项所述的射频发射装置。