[发明专利]一种多端口线圈的匹配方法及网格化射频线圈

说明书

本发明涉及一种多端口线圈的匹配方法及网格化射频线圈，所述多端口线圈通过匹配网络与前端放大器连接，所述匹配网络输入端口与所述多端口线圈的端口连接，所述匹配网络的输出端口与所述前端放大器连接，配置所述匹配网络的阻抗，使得所述匹配网络的输入端口的输入阻抗为高阻状态，并且所述匹配网络的输出端口的阻抗能够使得所述前端放大器的噪声系数最小，本发明既满足了多端口线圈与前置放大器的连接要求，又使得谐振状态在连接前置放大器前后保持不变。

技术领域

本发明涉及磁共振领域，具体涉及一种应用于磁共振成像的多端口线圈的匹配方法及网格化射频线圈。

背景技术

在磁共振领域，传统的磁共振系统的局部接收线圈通常采用阵列结构，如图1所示，所述线圈的输出端连接有前置放大器，而线圈与所述前置放大器的阻抗不一致，因此需要进行匹配。所述阵列结构与同样覆盖范围的单个大环线圈相比，每个线圈单元灵敏度分布更加局域化，负载噪声更低，因此信噪比明显优于大环线圈。磁共振图像由阵列结构的所有单元的图像合成得出，因此通过拓展阵列单元数可以实现覆盖更大的视野。

然而在阵列单元数目增长的同时,不同单元之间的耦合会影响线圈的谐振状态，导致合成的信噪比的损失，因此阵列单元之间必须采取某种去耦手段消除耦合，例如相邻单元间采用部分重叠方式去耦，线圈单元额外增加一个环形电感进行重叠去耦，或者采用去耦网络进行去耦。在单元数目较大的情况下，以上各种去耦方式都会导致过于复杂的去耦结构，或者非相邻单元之间无法实现去耦。

为了进一步减小阵列单元之间的耦合，需要在所述线圈阵列与所述前端放大器之间设置匹配网络，所述匹配网络是一个双端口组件，从前置放大器向线圈看能够实现前放去耦，从线圈向放大器看能够实现线圈与放大器的匹配。通过匹配网络的设置将前端放大器的低输入阻抗变换为高输入阻抗，从而降低线圈的Q值，使得实际的线圈电流减小，从而减小因为磁场带来的耦合。如图2A所示，从放大器向线圈看，阻抗为50ohm，这是放大器最佳噪声匹配点的要求；如图2B所示，从线圈向放大器方向看，阻抗为高阻，这是传统线圈前放去耦的要求(这种匹配方式可称之为前放去耦匹配方式)。此时线圈的匹配电容为前方匹配的一个组成部分，因此连接前端放大器后，线圈相当于在匹配电容位置断开。产生的实际效果是，线圈未连接放大器时为正常的谐振状态，如图3A所示；而当线圈连接放大器时，放大器匹配得到的高阻会降低线圈的Q值，表现为线圈谐振峰的分裂，所述线圈谐振状态发生变化，如图3B所示。

为了解决阵列线圈的去耦问题，也可以采用一种多端口的线圈结构,每个端口对应一个输出通道。多端口线圈的输出阻抗与放大器的输入要求并不一致，因此仍然需要进行匹配。如上所述，传统的前方去耦匹配方式会改变线圈的谐振状态，由于多端口线圈和阵列线圈工作原理的差异，谐振状态的改变对于阵列线圈没有影响，但多端口线圈通常具有多个谐振频率，对应多种模式，谐振状态不能轻易改变，故有必要研发出适用于多端口线圈的匹配方法。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种应用于磁共振成像的多端口线圈的匹配方法及网格化射频线圈，通过配置匹配网络的阻抗，使得所述匹配网络的输入端口的输入端为高阻状态，并且所述匹配网络的输出端口的阻抗能够使得所述前端放大器的噪声系数最小，既满足了多端口线圈与前置放大器的连接要求，又使得谐振状态在连接前置放大器前后保持不变。

本发明是以如下技术方案实现的，一种多端口线圈的匹配方法，所述多端口线圈通过匹配网络与前端放大器连接，所述匹配网络输入端口与所述多端口线圈的端口连接，所述匹配网络的输出端口与所述前端放大器连接，配置所述匹配网络的阻抗，使得所述匹配网络的输入端口的输入端为高阻状态，并且所述匹配网络的输出端口的阻抗能够使得所述前端放大器的噪声系数最小。

优选的，还包括根据所述多端口线圈的网络结构的谐振特性和接收场分布选择所述端口。

优选的，所述匹配网络由T型网络或π型网络实现。

优选的，所述匹配网络的输出端口的阻抗为50ohm。