专利名称：体线圈组件以及利用体线圈组件产生射频场的方法
技术领域：
本发明涉及磁共振(MR)技术领域中的体线圈，特别是一种体线圈组件以及一种 利用体线圈组件产生射频场的方法。
背景技术：
在垂直磁体的磁共振系统(其中主磁场方向垂直于ζ轴)中，体线圈分为相对布 置的两个部分，即包括如图1所示的一个第一线圈10和一个第二线圈20，并且第一线圈10 与第二线圈20的距离为L。如果如图1所示，第一线圈10和第二线圈20 —上一下相对布 置，并且病人5横躺在中间，则将第一线圈10和第二线圈20分别称为上部线圈和下部线 圈。第一线圈10和第二线圈20还可以采用不同于图1所示的布置方式，本发明对此不作 限制，例如一左一右相对布置，并且病人站立在两者之间。如图1所示，在垂直磁体的磁共振系统中，由于体线圈需要在所包围的空间中产 生均勻的射频场，所以第一线圈10和第二线圈20是对称的。在传统的磁共振系统中，发射 功率固定地对称分配给第一线圈10和第二线圈20，即第一线圈10和第二线圈20各占总发 射功率的一半。另外，现有的磁共振系统为了改善接收信号的信噪比，通常是采用改进扫描序列 的手段，但是这种手段实现起来比较复杂，并且不能够节省功率。
发明内容
有鉴于此，本发明提出了一种体线圈组件，用以改善磁共振系统的接收信噪比。本 发明还要提出一种利用体线圈组建产生射频场的方法，用以改善磁共振系统的接收信噪 比。因此，本发明提供了一种体线圈组件，包括—个第一线圈和一个第二线圈，用于在空间产生射频场；以及，一个功率控制装置，与所述第一线圈和所述第二线圈相连接，用于控制所述第一 线圈和所述第二线圈的发射功率。优选地，所述功率控制装置包括一个第一信号发生单元，用于产生第一信号，并 提供给所述第一线圈；一个第二信号发生单元，用于产生第二信号，并提供给所述第二线 圈；以及，一个控制单元，用于控制所述第一信号和所述第二信号的功率。优选地，所述第一信号发生单元为数模转换单元，所述第二信号发生单元为数模 转换单元。 优选地，所述功率控制装置还包括一个第一功率放大单元，连接在所述第一信号 发生单元和所述第一线圈之间，用于放大所述第一信号；一个第二功率放大单元，连接在所 述第二信号发生单元和所述第二线圈之间，用于放大所述第二信号。
本发明还提供了一种利用体线圈组件产生射频场的方法，所述体线圈组件包括一 个第一线圈和一个第二线圈，所述方法包括确定所述第一线圈和所述第二线圈的发射功
4率；向第一线圈和第二线圈提供相应的发射功率；所述第一线圈和第二线圈根据相应的发 射功率，在空间产生射频场。优选地，确定所述第一线圈和所述第二线圈的发射功率的步骤包括根据某一位 置所需的场强、以及所述第一线圈和第二线圈在该位置所产生的场强之比，计算得到第一 线圈和第二线圈的发射功率。7.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，确定所述第一线圈和所述第二线圈 的发射功率的步骤包括预先存储与某一位置所需的场强以及所述第一线圈和第二线圈在 该位置所产生的场强之比相对应的第一线圈和第二线圈的发射功率；根据某一位置所需的 场强、以及所述第一线圈和第二线圈在该位置所产生的场强之比，查找得到与其相对应的 第一线圈和第二线圈的发射功率。优选地，所述第一线圈和第二线圈在该位置所产生的场强之比采用最优值。优选地，提供相应的发射功率的步骤包括产生第一信号和第二信号，其中第一信 号具有等于第一线圈发射功率的功率，第二信号具有等于第二线圈发射功率的功率；将第 一信号提供给第一线圈，并且将第二信号提供给第二线圈。优选地，提供相应的发射功率的步骤包括产生第一信号和第二信号，其中第一信 号具有小于第一线圈发射功率的功率，第二信号具有小于第二线圈发射功率的功率；将第 一信号的功率放大至第一线圈的发射功率，并且将第二信号的功率放大至第二线圈的发射 功率；将放大后的第一信号提供给第一线圈，并且将放大后的第二信号提供给第二线圈。从上述方案中可以看出，由于本发明对第一线圈和第二线圈的发射功率进行了控 制，在需要时向第一线圈和第二线圈提供不相等的发射功率，产生所需的射频场分布，在某 处形成较大的场强，从而提高该处在接收时的信噪比。并且，与现有技术中第一线圈和第二 线圈采用相等功率相比，本发明的技术方案能够降低总发射功率，从而能够节省功率，降低 能耗。
图1为体线圈的示意图；图2为现有技术中第一线圈以及第二线圈在不同距离处产生的场强；图3为现有技术中体线圈产生的场强分布图；图4为根据本发明一实施例的体线圈组件产生的场强分布图；图5为根据本发明一实施例的体线圈组件的结构示意图。
具体实施例方式为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，以下举实施例对本发明进一步详 细说明。根据天线理论，接收和发射和互易的，那么发射的效率等价于接收时的敏感度，而 提高敏感度就提高了信噪比。在图2中示意性地给出了第一线圈10以及第二线圈20在空间不同位置的场强。发射效率的计算公式为= *
5
其中k为发射效率，B为磁场强度，P为第一线圈或者第二线圈的发射功率。从该 公式可以看出，发射效率与场强成正比。如图2(a)所示，第一线圈10的发射功率为2W，那么第一线圈10在距离第一线圈 3L/8处的场强为0. 451，在距离第一线圈L/2处的场强为0. 341，在距离第一线圈5L/8处的 场强为0. 234(说明书以及附图中的0. 451,0. 341和0. 234等只是用于表示不同位置的场 强之间的大小比例关系，并不是准确的场强数值。下同)。如图2(b)所示，第二线圈10的 发射功率也为2W，那么第二线圈10在距离第二线圈3L/8处(距离第一线圈5L/8处)的场 强为0. 451，在距离第二线圈L/2处(距离第一线圈L/2处)的场强为0. 341，在距离第二 线圈5L/8处(距离第一线圈3L/8处)的场强为0. 234。按照传统的技术，发射功率是固定、平均分配的，当总发射功率为4W时，第一线圈 10和第二线圈20的发射功率各为2W。需要说明的是，需要平均分配发射功率适用于低场 磁共振系统(0. 5T以下)和中场磁共振系统(0. 5T到1. 0T)。在高场磁共振系统(1. OT以 上，尤其是磁场大于等于3T的情况下)，由于波长较短，射频场在空间中的驻波效应就是不 均勻分布的，所以在高场中利用多通道线圈非对称发射，从而产生均勻的射频场。所以，本 发明主要应用于低场磁共振系统和中场磁共振系统。根据图2所示的仿真结果，在第一线圈10和第二线圈20两者中心处的场强为 0. 682，在距离第一线圈3L/8处和5L/8处的场强为0. 685，结果如图3所示。如果需要在距离第一线圈3L/8处在接收时得到更好的信噪比，那么可以通过在 该处增加发射效率来实现，而发射效率k与磁场强度B成正比，所以可以通过增加该处的磁 场强度来获得在此处的更好的信噪比。根据优化理论的自加权方法，在保持总发射功率为4W的同时要在距离第一线圈 3L/8处得到更大的场强，可以改变发射功率的比例
权利要求
一种体线圈组件，包括一个第一线圈和一个第二线圈，用于在空间产生射频场；以及，一个功率控制装置，与所述第一线圈和所述第二线圈相连接，用于控制所述第一线圈和所述第二线圈的发射功率。
2.根据权利要求1所述的体线圈组件，其特征在于，所述功率控制装置包括 一个第一信号发生单元，用于产生第一信号，并提供给所述第一线圈； 一个第二信号发生单元，用于产生第二信号，并提供给所述第二线圈；以及， 一个控制单元，用于控制所述第一信号和所述第二信号的功率。
3.根据权利要求2所述的体线圈组件，其特征在于，所述第一信号发生单元为数模转 换单元，所述第二信号发生单元为数模转换单元。
4.根据权利要求2所述的体线圈组件，其特征在于，所述功率控制装置还包括一个第一功率放大单元，连接在所述第一信号发生单元和所述第一线圈之间，用于放 大所述第一信号；一个第二功率放大单元，连接在所述第二信号发生单元和所述第二线圈之间，用于放 大所述第二信号。
5.一种利用体线圈组件产生射频场的方法，所述体线圈组件包括一个第一线圈和一个 第二线圈，所述方法包括确定所述第一线圈和所述第二线圈的发射功率；向第一线圈和第二线圈提供相应的发射功率；所述第一线圈和第二线圈根据相应的发射功率，在空间产生射频场。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，确定所述第一线圈和所述第二线圈的发 射功率的步骤包括根据某一位置所需的场强、以及所述第一线圈和第二线圈在该位置所 产生的场强之比，计算得到第一线圈和第二线圈的发射功率。
7.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，确定所述第一线圈和所述第二线圈的发 射功率的步骤包括预先存储与某一位置所需的场强以及所述第一线圈和第二线圈在该位 置所产生的场强之比相对应的第一线圈和第二线圈的发射功率；根据某一位置所需的场 强、以及所述第一线圈和第二线圈在该位置所产生的场强之比，查找得到与其相对应的第 一线圈和第二线圈的发射功率。
8.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述第一线圈和第二线圈在该位置所产 生的场强之比采用最优值。
9.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，提供相应的发射功率的步骤包括产生第一信号和第二信号，其中第一信号具有等于第一线圈发射功率的功率，第二信 号具有等于第二线圈发射功率的功率；将第一信号提供给第一线圈，并且将第二信号提供给第二线圈。
10.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，提供相应的发射功率的步骤包括产生第一信号和第二信号，其中第一信号具有小于第一线圈发射功率的功率，第二信 号具有小于第二线圈发射功率的功率；将第一信号的功率放大至第一线圈的发射功率，并且将第二信号的功率放大至第二线 圈的发射功率；将放大后的第一信号提供给第一线圈， 并且将放大后的第二信号提供给第二线圈。
全文摘要
本发明公开了一种体线圈组件，包括一个第一线圈和一个第二线圈，用于在空间产生射频场；以及，一个功率控制装置，与所述第一线圈和所述第二线圈相连接，用于控制所述第一线圈和所述第二线圈的发射功率。本发明还公开了一种利用体线圈组件产生射频场的方法。本发明对第一线圈和第二线圈的发射功率进行了控制，在需要时向第一线圈和第二线圈提供不相等的发射功率，产生所需的射频场分布，在某处形成较大的场强，从而提高该处在接收时的信噪比。
文档编号G01R33/36GK101968535SQ20091015741
公开日2011年2月9日 申请日期2009年7月28日 优先权日2009年7月28日
发明者汪坚敏, 王澜, 薛敏, 邢峣 申请人:西门子迈迪特(深圳)磁共振有限公司