[发明专利]改善MRI机器的操作的设备和对检体进行磁共振成像的方法

说明书

改善MRI机器的操作的设备和对检体进行磁共振成像的方法。包括多个谐振器的无源设备增加了由检体发射的并由MRI机器捕获的射频信号的信噪比。所述设备在从所述MRI机器到所述检体的信号发送和/或从所述检体到所述MRI机器的信号接收期间增加射频能量的磁场分量。此外，所述设备通过基本上避免不希望的电场产生或RF能量的电场分量的增加来增强检体安全性。使用所述设备改善了由所述MRI机器生成的图像，和/或减少了所述MRI机器捕获所述图像所需的时间。

本专利申请要求2017年6月7日提交的题为“Apparatus for Improving MagneticResonance Imaging”并将Xin Zhang、Stephan Anderson、Guangwu Duan以及XiaoguangZhao指定为发明人[practitioner's file 3273/119]的临时的美国专利申请no.62/516,376的优先权，其公开通过引用其全部内容而并入于此。

技术领域

本发明涉及成像，并且更具体地，涉及磁共振成像。

背景技术

磁共振成像(“MRI”)是一种医学成像技术，该技术无需使用X射线即可拍摄检体(specimen)的内部结构的图像。MRI机器向检体施加强磁场和电磁刺激，从而使检体的原子发射电磁信号作为响应。MRI机器捕获由检体发射的电磁信号，并根据这些捕获的信号来构建图像。

MRI机器的已知局限性是捕获到的信号的信噪比(SNR)。噪声是由多种来源(包括MRI机器本身的电路)产生的，并且破坏并遮掩了检体发射的信号。可以通过提升信号(例如通过增加静态磁场的强度)或通过降低噪声(例如通过改进MRI机器的信号处理电路)或将这两者组合来改善SNR。然而，这样的方法并不是理想的，对于可以安全地施加至某些检体(例如活体动物)的功率的量是有限的，并且无法完全消除噪声。

发明内容

根据例示性实施方式，提供了一种设备，所述设备包括多个谐振器，并且操作以增加由患者发射的并由MRI机器捕获的射频信号的信噪比。

在例示性实施方式中，所述设备包括被配置成按工作频率进行谐振的谐振器阵列(每个谐振器都是“单位单元(unit cell)”)。当MRI机器在对检体进行成像时，将所述阵列配置成连同处于所述MRI机器的孔中的检体一起设置在所述孔内。在操作中，所述阵列增加由所述MRI机器测量到的信号的信噪比。

在一些实施方式中，所述设备具有与所述MRI机器的所述工作频率不同的谐振频率。实际上，在一些实施方式中，所述设备具有可以通过改变所述阵列中的谐振器之间的间距来进行调谐的谐振频率。

在一些实施方式中，每个谐振器是宽边耦合裂环谐振器。在其它实施方式中，每个谐振器是开环线圈，并且可以是螺旋线圈。通常，所述谐振器中的每个谐振器被配置成与所述信号的磁场耦合并加以放大，但不与所述信号的电场耦合。

例示性实施方式提供了一种通过改善由所述MRI机器接收到的信号的信噪比来改善MRI机器的操作的设备，所述MRI机器的特征在于工作频率。所述设备包括单位单元的阵列，当所述MRI机器在对检体进行成像时，将所述阵列的尺寸调整成(或者构造为)连同处于所述MRI机器的孔中的所述检体一起设置在所述孔内。每个单位单元具有谐振频率，并且所述阵列具有处于或接近所述MRI机器的工作频率的谐振频率(例如，在一些实施方式中，所述阵列具有处于所述MRI机器的工作频率的+/-5％(含+/-5％)的情况下的谐振频率)。所述单位单元是按它们彼此联接的方式配置的(例如，彼此磁联接)，所述阵列在由所述MRI机器测量到的所述信号中生成至少为50的信噪比。在一些实施方式中，所述单位单元是低介电常数谐振器。在优选实施方式中，所述单位单元被配置成放大所述信号的磁场，但不放大所述信号的电场。

在一些实施方式中，每个单位单元包括宽边耦合裂环谐振器。