专利名称：磁共振设备的高频发射装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种用于产生B1场的磁共振设备的高频发射装置。
背景技术：
借助于磁共振断层造影可以产生人体任意断面的断层图像，为此在尽可能均匀的恒定基磁场(也称为B0场)中激励检查对象的磁化。为了激励 由核自旋引起的磁化利用高频天线将高频脉冲射入到检查对象体内。高频 脉冲的磁通密度通常被称为Bl场。大多数情况下核共振激励所需的高频脉 冲的信息数字化地以复数序列的形式由控制电子装置提供。其由调制器和 HF功率放大器传输到发射天线。传统的磁共振设备只具有应该产生尽可能均匀Bl场的整体天线。因为 在MR设备中被检查的患者的组织是可导电的，因此感应电流使本身均匀 的Bl场分布改变。而所激励的Bl场的场强在时间和空间上的波动导致所 接收的MR信号的变化，这造成所显示的MR图像的图像强度出现所不希 望的变化。Bl场幅值的不均匀的空间分布例如导致所不希望的图像对比度 与位置的相关性。出于该原因具有多信道的发射装置是人们所追求的，这 些发射装置分别具有不同的磁场分布，从而通过不同石兹场的叠加可以产生 基本上均匀的Bl场。DE 102004053777A1公开了 一种此类具有多信道的发 射装置。另外，已开发出了一些新的拍摄技术，其中同时利用由多个天线产生 的不同Bl场特性。也出于该原因而期望采用可以产生不同的磁场分布的高 频发射天线。通常在传统的磁共振设备中只安装仅能够产生优选均勻的磁场分布的 整体天线。因此使用具有内装整体天线的MR设备的使用者可以运用实施 多个信道的方式，也就是说，给高频发射装置后装多个信道。这使得花费 的成本和时间是极其高的
发明内容
因此，本发明要解决的技术问题在于，提供一种高频发射天线装置， 利用它可以以简单的方式产生不同的磁场分布或模式。上述技术问题按照本发明通过一种用于产生B1场的MR设备的高频发 射装置得以解决。按照本发明的第一方面提供了一种MR设备中的高频发射装置，其产 生结果B1场。该高频发射装置具有产生该结果B1场的第一部分的第一天 线装置。另外设有天线插入件，该天线插入件产生该结果Bl场的第二部分， 使得所生成的Bl场由该第一天线装置和该至少一个天线插入件产生。在一 种优选的实施方式中，所述第一天线装置为集成到MR设备中的整体天线。 按照本发明已经装入到MR设备中的整体天线可以为多信道发射天线的一 部分。该天线装置可以是单信道的天线。按照本发明的一种实施方式，该高频发射装置可以产生N种模式。其 中所述整体天线产生基本模式，同时所述天线插入件产生其余N-1种模 式。在本申请中模式一般理解为通过一个天线单元发射的磁场在空间上的 磁场分布，该磁场通过在发射空间内的每个位置上的磁场振幅及相位确定。 在此优选，每个模式具有不同的空间磁场分布。由所述整体天线产生的基 本模式例如可以是具有一致的极化的空间上基本均匀的磁场分布。优选，由所述整体天线产生的磁场和由所述天线插入件产生的磁场具 有相同频率。所产生的模式为圓极化的。当所发射的基本模式能够具有基 本上均匀的磁场分布时，更高的不同模式的磁场分布优选为非均匀的。所 述更高模式的这种非均匀性是期望的并且对于在多信道发射装置中的应用 是需要的。按照本发明一种优选的实施方式，由所述整体天线产生的模式与由所 述天线插入件产生的模式正交。如果采用多个在空间上相互邻近的高频发 射装置，则可能会出现这样的问题，即，它们通过感应效应相互耦合，从 而使它们相互间的功率消耗明显增大。在采用正交模式时在很大程度上排 除了该问题。相应地在整体天线与天线插入件之间几乎不出现耦合。有关 正交模式的应用在DE 102004053777A1中已有详细的记载。对于提供这种 正交模式的情况可具体参考这篇公开文献。在此不强行要求天线插入件的场区与整体天线的场区相互垂直。在此利用正交模式仅表明，所实现的场结构不相互耦合。应用正交模式的一个优点还在于，能够取消在装入天线插入件时可能 需要的调整工作。在装入天线插入件时和在利用已存在的整体天线时为了 减小这两个发射装置之间的交互作用会需要这种调整工作。按照另一种实施方式，所述天线插入件可拆卸地与MR设备连接并且 不是固定地装入到MR设备中。在可拆卸地安置所述天线插入件时，该天 线插入件例如可拆卸地与患者检查床连接。在该实施方式中可以将天线插 入件与患者检查床一起移动到MR设备中。这种与患者检查床的可拆卸式 连接尤其可以实现如上文已述及的，采用正交模式，因为在这种情况下不 需要使各发射装置相互协调，从而在不会导致整体天线与天线插入件之间 的交互作用加剧的情况下将天线插入件方便地移入到MR设备中。按照本发明另一种实施方式，所述天线插入件对于每种模式都具有一 个馈送导线。通过该馈送导线向天线插入件提供所需要的HF脉沖。按照本发明的另 一方面，提供了 一种通过多信道的高频发射装置产生 MR设备的B1场的方法，其中，通过磁共振设备的单信道的整体天线产生 所述B1场的第一部分。通过天线插入件产生所述B1场的第二部分，使得 结果B1场由该整体天线和该天线插入件产生。如上文已述及的，有利的是， 所述B1场的由整体天线产生的部分与由所述天线插入件产生的第二部分正 交。
下面借助附图对本发明予以详细阐述。附图中图1示出具有集成的整体天线的MR设备的简略横剖视图；图2以侧视图示出整体天线和位于其中的天线插入件；图3示出由整体天线和天线插入件组成的高频发射装置的正视图；图4示出MR设备的透视图，其中天线插入件与患者检查床一起移动。
具体实施方式
在图1中筒略地以横剖视图示出一台MR设备10。如普遍公知的那样， 该MR设备10具有一个孔洞11,可以将患者检查床连同位于其上的(未示 出的)要检查的人一起移入到该孔洞中。MR设备的工作方式是普遍公知的，
所以在此不作详细阐述。另外为了激励磁化在图1中还采用了整体天线13,该整体天线集成在MR设备中并且在检查腔内产生均勾的Bl场。"整体天 线"的概念在本文中意味着，它通常涉及安装在MR设备内的天线。如果 要在图1所示的MR设备中建立多信道的发射装置，则必须要更换该整体 天线。但是按照本发明可以将在图2中示出的该整体天线13与在图2中示 出的天线插入件14 一起使用。该天线插入件14具有多个可单独控制的天 线元件15。在图示的情况下天线插入件14也表示所谓的鸟笼式谐振器，它 例如具有八个围绕对称轴相互平行地设置并围成一个发射空间的天线元件 15。当然天线插入件14也可以具有或多或少的天线元件。通过以Bl场规 定的幅值和相位对各天线元件的控制可以产生通过天线插入件14的不同模 式或磁场分布。整体天线13同样可以设计为鸟笼式谐振器。按照本发明的一种优选的实施方式，由整体天线13产生的Bl场与该 Bl场的通过天线元件15产生的分量正交，从而最大程度地避免了两个天线 构件13和14之间的耦合。图3以正视图示出高频发射装置的两个组成部分，从中可以看出，两 个天线组成部分，即整体天线13和天线插入件14相对于^r查中心16同心 地设置。天线插入件14和整体天线13现在例如可以这样使用，即便在要 检查的人不存在的情况下也能够在发射装置内部的区域中产生尽可能均匀 的Bl场。为此例如这样控制天线插入件14,使得由整体天线13在检查区 域内引起的B1场的非均匀性尽可能通过由天线元件15产生的B1场得以补 偿。例如在上面所提到的DE102004053777A1中已详细地记载了，如何通 过多模天线达到尽可能均匀的Bl场分布，对此可参考该德国专利申请。在一种实施方式中，所述天线插入件对应于每个天线元件15具有一个 馈送信道，其中一个未示出的放大器将幅值和相位值馈送到各馈送信道中。在另一种不同的实施方式中还可以设想，只是整体天线具有HF放大 器，同时整体天线13感应地与天线插入件14的天线元件15耦合。在这种 情况下这样控制整体天线，使得由整体天线产生的Bl场激励天线插入件 14，而该天线插入件又发射一个另外的Bl场分量，从而总体上产生尽可能 均匀的B1场。然而在这种情况下两个天线组成部分产生的模式可能不是正 交的，因为希望整体天线13与天线插入件14之间耦合。在本发明的一种实施方式中，天线插入件可以固定地集成在MR设备中。另一方面如图4所示，天线插入件14可以不固定地集成在MR设备10 中。如果天线的两个部分通过采用正交的模式去耦合，则天线插入件14也 可以可运动地与MR设备耦合连接。例如天线插入件14可以以安装在患者 检查床上的插入件的形式被置入到MR设备10的孔洞11中。如果将未示 出的患者连同患者检查床一起移动到磁铁中心，则可以以简单的方式将仅 具有一个整体天线13的MR设备用作多信道的高频发射装置，而不需要为 此釆取费事的内装措施。通过图4所示的例子可以根据对多信道发射装置的需要而采用可方便 地一起移入到基磁场中的天线插入件。如果两个天线采用正交模式，则可 以取消费时地使这两个天线去耦合。如本申请所示出的那样， 一个已装入 到MR设备中的整体天线可以构成多信道发射装置的一部分，同时另一些 信道由所谓的天线插入件补充。不需要通过特别设计的多信道天线来替代 已存在的天线，这明显地降低了将MR设备扩充为具有多信道发射装置的 设备的改造成本。
权利要求
1.一种用于产生结果B1场的MR设备的高频发射装置，其具有产生该结果B1场的第一部分的第一天线装置；至少一个天线插入件，该天线插入件产生该结果B1场的第二部分，使得该结果B1场由该第一天线装置和该至少一个天线插入件产生。
2. 如权利要求1所述的高频发射装置，其特征在于，所述第一天线装 置为集成到MR设备中的整体天线。
3. 如权利要求l或2所述的高频发射装置，其特征在于，所述天线插 入件固定地集成在MR设备中。
4. 如权利要求1或2所述的高频发射装置，其特征在于，所述天线插 入件可拆卸地与MR设备连接。
5. 如权利要求4所述的高频发射装置，其特征在于，所述天线插入件 可拆卸地安装在患者检查床上并且可以与该患者检查床一起移动到MR设 备中。
6. 如权利要求1至5中任一项所述的高频发射装置，其特征在于，该 高频发射装置产生N种模式，其中所述第一天线装置产生基本模式，而所 述天线插入件产生其余的N - 1种模式。
7. 如权利要求6所述的高频发射装置，其特征在于，由所述第一天线 装置产生的模式与由所述天线插入件产生的模式正交。
8. 如权利要求1至7中任一项所述的高频发射装置，其特征在于，所 述天线插入件对于每种模式都具有一个馈送导线。
9. 如权利要求1至8中任一项所述的高频发射装置，其特征在于，所 述第一天线装置和所述天线插入件产生频率基本相同的磁场。
10. 如权利要求6所述的高频发射装置，其特征在于，所述基本模式 产生均匀的Bl场分布，而其余模式产生非均匀的Bl场分布。
11. 如权利要求6所述的高频发射装置，其特征在于，所述产生的模 式为圓极化的。
12. —种通过多信道的高频发射装置产生MR设备的B1场的方法，具 有以下步骤通过磁共振设备的第 一整体天线产生所述B1场的第 一部分； 通过天线插入件产生所述B1场的第二部分，使得所生成的Bl场由该 整体天线和该天线插入件产生。
13. 如权利要求12所述的方法，其特征在于，所述B1场的由所述第 一整体天线产生的部分与由所述天线插入件产生的第二部分正交。
14. 如权利要求12所述的方法，其特征在于，所述B1场的第二部分 通过所述整体天线与天线插入件的感应耦合产生。
全文摘要
本发明涉及一种用于产生B1场的MR设备的高频发射装置，其具有产生结果B1场的第一部分的第一天线装置；至少一个天线插入件，该天线插入件产生该结果B1场的第二部分，使得所生成的B1场由该第一天线装置和该至少一个天线插入件产生。
文档编号G01R33/20GK101153897SQ20071015316
公开日2008年4月2日 申请日期2007年9月28日 优先权日2006年9月28日
发明者于尔根·尼斯特勒, 威尔弗里德·施内尔 申请人:西门子公司