[发明专利]具有可调阻抗匹配的RF接收器系统

说明书

根据本发明提供一种用于MRI装置的射频接收器系统，包括接收线圈、放大器、模数转换器、匹配网络和噪声计算单元；接收线圈附接到患者，在附接到患者时，表现总有效线圈阻抗，包括线圈阻抗和患者阻抗；放大器表现最低噪声阻抗，连接到接收线圈以放大信号并输出放大输出信号；模数转换器连接到放大器以将放大输出信号转换为数字信号进一步处理；匹配网络互连在接收线圈与放大器之间，包括具有可调阻抗匹配系统以将总有效线圈阻抗与最低噪声阻抗匹配；噪声计算单元连接到模数转换器以接收模数转换器的数字输出信号，适于计算模数转换器的输出信号的噪声，适于调节匹配网络的可调阻抗。以此提供在扫描过程之前为每个患者个体校准匹配网络的可能性。

技术领域

本发明涉及磁共振成像(MRI)的领域，并且具体地涉及用于磁共振成像(MRI)装置的射频接收器系统的领域。

背景技术

每一个MRI装置的一部分是用于接收和转换MRI信号的接收器系统。通常，接收器系统包括射频(RF)接收线圈、匹配网络、低噪声放大器和模数转换器(ADC)。净磁化的进动经由电磁感应在RF接收线圈中感生电流。低噪声放大器(LNA)增加接收信号的幅度，使得其随后可以由ADC数字化并被处理以形成图像。因此，最重要的要求是实现最小噪声系数(NF)。如果源阻抗被变换并匹配到LNA的最佳噪声阻抗，则实现最低NF。RF接收线圈是具有电感和线圈电阻的一段导线。如果RF接收线圈负载有患者，则RF接收线圈的总电阻变为RF接收线圈电阻和患者电阻的总和。然而，RF接收器系统的常规匹配网络被设计为仅针对特定阻抗进行匹配。因此，对于这样的系统，图像质量不能保持在恒定水平，因为NF并且因此信噪比(SNR)因患者而异。

B.Sporrer等人的文章“A fully integrated dual channel on-coil CMOSreceiver for array coils”(IEEE Trans.Biomed.Circ.and Syst.11(2017)1245-1255)。这种板上线圈CMOS接收器阵列具有与放大器和(隐式)噪声计算集成的匹配电路的电容和电感两者。

发明内容

因此，本发明的目的是提供一种用于匹配网络的患者特异性调谐的RF接收器系统。

根据本发明，该目的通过独立权利要求的主题来解决。匹配网络包括具有至少一个电容器或若干电容器的电容部分。匹配的放大器与匹配网络的电容部分和噪声计算单元集成。在从属权利要求中描述了本发明的优选实施例。

因此，根据本发明，提供了一种用于MRI装置的射频接收器系统，其中，所述射频接收器系统包括接收线圈、放大器、模数转换器、匹配网络和噪声计算单元，所述接收线圈用于被布置在适当位置中以接收磁共振信号，例如被附接到要由所述MRI装置检查的患者或相对于要由所述MRI装置检查的患者安装，并且在所述接收线圈被附接到所述患者的这种状态下，所述接收线圈表现出总有效线圈阻抗，所述总有效线圈阻抗包括所述线圈本身的线圈阻抗和由于所述线圈所附接的所述患者的患者阻抗，所述放大器表现出最低噪声阻抗，并且所述放大器连接到所述接收线圈以用于放大从所述接收线圈接收的信号并且输出放大的输出信号，所述模数转换器连接到所述放大器以用于将来自所述放大器的放大的输出信号转换为数字信号以供进一步处理，所述匹配网络互连在所述接收线圈与所述放大器之间，并且所述匹配网络包括具有可调阻抗的匹配系统以用于将所述总有效线圈阻抗与所述最低噪声阻抗匹配，所述噪声计算单元连接到所述模数转换器以用于接收所述模数转换器的数字输出信号，并且所述噪声计算单元适于计算所述模数转换器的输出信号的噪声，并且适于调节所述匹配网络的所述可调阻抗。

如上面进一步解释的，RF接收线圈是具有电感和线圈电阻的一段导线，如果负载有患者，则其改变为总有效线圈阻抗，该总有效线圈阻抗是RF接收线圈电阻和患者电阻的组合。根据本发明，已经认识到，取决于患者的患者电阻在非常宽的范围(即通常从0.1Ω到30Ω)内变化。本发明通过避免仅旨在提供“典型”平均匹配阻抗的匹配网络的固定阻抗来解决该事实。相反，本发明提供了在扫描过程之前为每一个患者个体地适配匹配网络的可能性。