[发明专利]可去调谐的RF接收天线设备

说明书

技术领域

本发明涉及磁共振(MR)成像领域。其涉及用于接收MR成像系统中的MR信号的可去调谐的RF接收天线设备。本发明还涉及一种包括这种RF接收天线设备的MR设备。

背景技术

利用磁场和核自旋之间的相互作用以形成二维或三维图像的图像形成MR方法在当今得以广泛使用，尤其在医疗诊断领域，因为对于软组织成像而言，该方法在很多方面优于其他成像方法，并不需要电离辐射并且通常是无创的。

通常，根据MR方法，待检查的患者身体被布置在匀强磁场中，该磁场的方向同时定义了测量所基于的坐标系的轴(通常是z轴)。磁场针对依赖于磁场强度的个体核自旋产生不同的能量水平，通过施加具有定义频率(所谓的拉莫尔频率或者MR频率)的脉冲电磁交变场(RF脉冲)可以激励(自旋共振)核自旋。在RF脉冲终止之后，可以通过RF接收天线(也被称为接收线圈)来检测MR信号，RF接收天线以如下方式被布置和在MR设备的检查体积中并且其中取向，即使得在垂直于z轴的方向上测量患者身体的净磁化的时变。为了实现身体中的空间分辨率，将沿着三个主轴延伸的线性磁场梯度叠加在该均匀磁场上，从而引起自旋共振频率的线性空间相关性。然后，通过RF接收天线拾取的MR信号包含与不同身体位置相关联的不同频率分量。

通常，在RF脉冲期间的电磁交变场的水平在大于由被激励的核自旋产生的且由RF接收天线检测的MR信号的数量级上。为了得到最大的信噪比(SNR)，RF接收天线通常为被配置在MR频率共振的RF共振电路的部分。为了维持安全性并且为了保护包括接收天线及共振电路的敏感RF接收装置，RF共振电路通常在发射RF脉冲时被去调谐。已知的RF接收硬件因此包括切换电路，该切换电路被配置为将RF共振电路在共振模式和非共振模式之间切换。MR信号采集发生在敏感共振模式中，即发生在成像流程的接收阶段期间，然而在发射阶段期间RF共振电路被切换到非共振模式。在非共振模式中，RF共振电路的共振频率被移动到远离MR频率。这样，有效地避免了在发射阶段期间RF共振电路中的危险高压感应。

相应地，已知，通过使用与适当LC电路连接的半导体开关或PIN二极管来使MR系统中的接收电路去调谐。通常使用名为主动去调谐和被动去调谐的两种主要变型(参见例如WO2008/078270A1)。

使用主动去调谐，将偏置电压施加于与LC电路连接的PIN二极管半导体开关中，以在成像流程的发射阶段期间将RF接收线圈去调谐。主动去调谐方法的缺点在于：需要外部切换信号来将RF共振电路在共振模式和非共振模式之间切换。这增加了MR成像系统的复杂性。另一缺点在于：由于RF脉冲的高功率，相应的高偏置电压需要被施加于开关二极管以保证在RF发出期间接收电路保持去耦合。该高偏置电压增加了设计复杂性，以及在相应的DC供电线路中的散热。而且，高偏置电压产生的电流在主磁场中感应出场畸变，从而降低了图像质量。

使用被动去调谐，反向并联的二极管半导体开关与LC电路结合使用。在该方法中，高速开关二极管的反向并联组合响应于RF脉冲本身使RF共振电路去调谐。换言之，当二极管的反向并联组合暴露于RF脉冲的高功率信号时，每个二极管在其相应的RF辐射半周期期间导通。被动去调谐的主要缺点在于：在翻转角(flip-angle)RF脉冲的情况下，反向并联二极管的自偏置效应太小。因此，未实现在发射阶段期间RF共振电路的可靠去调谐。

发明内容

从上述内容可以容易领会到，需要一种改进的去调谐技术。因此，本发明的目的在于，能够在MR成像流程的发射阶段期间对RF接收元件的可靠去调谐，其中，不需要外部去调谐信号，并且其中，即使在翻转角RF脉冲的情况下也保证进行可靠的去调谐。

根据本发明，公开了一种用于接收MR成像系统中的MR信号的RF接收天线设备。该设备包括：RF共振电路，其包括用于拾取MR信号的RF接收天线；RF放大器，其在输入端连接到RF共振电路以用于对所拾取的MR信号进行放大；检测电路，其被配置为从RF放大器的输出信号导出切换信号；以及响应于切换信号的切换电路，该切换电路被配置为使RF共振电路在共振模式和非共振模式之间切换。