专利名称：磁共振信号的接收方法和磁共振成像装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及磁共振信号的接收方法和磁共振成像装置。具体地说，本发明涉及基于相控阵线圈的磁共振信号接收方法和采用相控阵线圈的磁共振成像装置。
采用所谓相控阵线圈的普通磁共振成像装置见美国专利No.4,825,162。相控阵线圈的信号接收灵敏度随着线圈环到成像物体的距离的增加而成比例降低，因此，例如在利用两组线圈对患者膝盖进行成像的情况下，由膝盖的弯曲、肌肉的存在等因素造成的膝盖和线圈之间的距离的影响，无法获得足够高的信号接收灵敏度。
本发明的一个目的是提供一种利用相控阵线圈灵敏地接收身体关节部位的磁共振信号的方法和利用相控阵线圈灵敏地对身体关节部位进行磁共振成像的装置。
首先，本发明在于利用多个形成相控阵的线圈接收磁共振信号的方法，其中多个成像物体放置在各个线圈环的内部，由此接收磁共振信号。
其次，本发明在于磁共振成像装置，该装置包括在包含成像物体的空间中产生静态磁场的静态磁场产生装置、在空间中产生梯度磁场的梯度磁场产生装置、在空间中产生RF磁场的射频(RF)磁场产生装置、检测来自空间的磁共振信号的检测装置、根据检测装置检测到的磁共振信号产生图像的成像装置，其中，检测装置包括相控阵线圈，这样多个成像物体放置在各个线圈环的内部空间中。
本发明的方法和装置用于将多个成像物体分别放置在线圈环的内部空间，由此接收磁共振信号。最终的线圈环和成像物体之间的较小的距离可以获得增强的信号接收灵敏度。
因此，利用本发明将有可能实现利用相控阵线圈灵敏地接收身体关节部位的磁共振信号的方法和利用相控阵线圈灵敏地对身体关节部位进行磁共振成像的装置。
本发明的其它目的和优点将通过下面对本发明优选实施方案的描述而明白，如附图所示。
图1是基于本发明实施方案的磁共振成像装置的框图2是示出图1所示的装置的接收线圈设备的简图；图3是示出将图2所示的接收线圈设备佩戴在成像物体上的简图；图4是示出由图1所示装置实现的脉冲序列样本的时序图；图5是示出将图2所示的接收线圈设备佩戴在成像物体上的简图；图6是示出将图2所示的接收线圈设备佩戴在成像物体上的简图。
本发明的实施方案将参考附图进行详细描述。
图1用框图示出基于本发明的磁共振成像装置。该磁共振成像装置的配置和操作依据本发明的装置和方法代表了各实施方案。
在图1所示的装置中，静态磁场发生器2在其内部空间产生均匀静态磁场。静态磁场发生器2具有一对磁发生设备(未示出)，例如永久磁铁，它们在垂直方向上以一定的间隔相互对置，这样就在其间的空间中产生静态磁场(垂直磁场)。显然，磁发生设备可以是超导电磁铁或普通的电磁铁。
放置在静态磁场发生器2的内部空间中的是梯度线圈4、4’和发射线圈6、6’，每个线圈对都在垂直方向上以一定的间隔相互对置。成像物体，即放置在成像台10上的患者身体8由传送装置(未示出)移入发射线圈6、6’之间的空间中，这样身体8的纵轴垂直于静态磁场的方向。
接收线圈102，这是本发明接收线圈设备的一个实施方案，紧邻身体8的成像部位放置。图中所示接收线圈102用于对膝盖成像，它佩戴在身体8的膝盖上。接收线圈102的详细结构将在下面详细描述。
梯度线圈4、4’连接到梯度线圈驱动器18，该驱动器为梯度线圈4、4’产生梯度磁场提供能量。所产生的梯度磁场包括片状梯度磁场、读取梯度磁场和相位编码梯度磁场。
发射线圈6、6’连接到发射机16，该发射机为发射线圈6、6’产生在身体8的膝盖中包括螺旋的RF磁场提供能量。接收线圈102接收身体8的膝盖中的螺旋引起的磁共振信号。接收线圈102连接到接收机20的输入端，接收到的信号传入接收机。
由接收线圈102提供接收信号的接收机20具有连接到模数(A/D)转换器22的输出端，该转换器将接收机20的输出信号转换为数字化数据。A/D转换器22具有连接到计算机24的输出端。
计算机24将A/D转换器22提供的数字化数据保存在存储器(未示出)中，该存储器构成二维傅立叶数据空间。计算机24对二维傅立叶数据空间中的数据进行二维傅立叶变换，由此产生身体8的成像部位的图像。
计算机24连接到控制器30，该控制器连接到发射机16、梯度线圈驱动器18、接收机20和A/D转换器22。控制器30根据计算机24给出的命令控制这些设备16、18、20、22，由此实现磁共振成像。
计算机24还连接到显示单元32，该单元显示计算机24产生的图像和各种信息，计算机24还连接到操作台34，操作员利用该操作台向计算机24输入指令和信息。
图2示出接收线圈102的结构的实例。在具有正交轴x、y和z的三维空间中，身体8的纵轴沿着x轴方向。接收线圈102具有两个线圈环312、314，这两个线圈环位于y-z平面上，且沿着y-轴方向在位置上错开。每个线圈环312、314都是单圈或多圈螺线管线圈，其接收灵敏度方向在x-轴方向。线圈环312、314部分地叠盖在一起，形成所谓的相控阵，这是本发明的一个实施方案。提供两个线圈环312、314是在本发明中使用多个线圈的一个实施方案。线圈环312、314是相互电绝缘的。每个线圈环312、314都具有一个相连的电容器(未示出)，这样接收信号可以由电容的电极引出。
对于身体8的膝盖的诊断，身体8的腿分别放置在线圈环312、314中，这样线圈环312、314位于膝盖上，如图3所示。因此，线圈环312、314紧扣在各个膝盖上，高灵敏度地接收膝盖中产生的磁共振信号。
然后，解释前述磁共振成像装置的操作。身体8放置在处于回缩位置(未示出)的成像台10上，接收线圈102佩戴在身体8上。然后，成像台10移入静态磁场发生器2的内部空间中。成像操作在控制员30的控制下进行。
如同磁共振成像的具体实例那样，将解释在包括螺旋回声方案和回声平面成像(EPT)等方案中的梯度回声方案。
例如，图4所示的脉冲序列用于基于梯度回声方案的磁共振成像。在图中，脉冲序列在控制员30的控制下沿着时间轴t由左向右进行。
在施加片状梯度磁场Gs的条件下，如图4中的(2)所示，α脉冲引起RF激发，如图4中的(1)所示。因此，螺旋选择性地在身体8的预定部位生成。在这种选择性激发之后，螺旋由梯度磁场Gs重新调整相位。
然后，由相位编码梯度磁场Gp进行相位编码，如图4中的(4)所示。读取梯度磁场Gr用于使螺旋失相，反转梯度磁场的极性，以便读出磁共振信号(梯度回声)。
根据接收线圈102的上述结构，可以灵敏地接收来自身体8的膝盖的磁共振信号，可以获得s/n特性较好的接收信号。
以预定的重复周期TR重复前述脉冲序列，以搜集梯度回声。相位编码梯度磁场Gp的幅度对于每个TR循环都是变化的，多幅视图的磁共振数据在存储器中累加。
计算机24对存储在存储器中的数据进行二维傅立叶逆变换，由此产生身体8的膝盖的层析图像。由于接收的信号具有较好的s/n特性，可以产生高质量的层析图像，并显示的显示单元32上。
除了上述利用两个相控阵线圈对膝盖成像的方案之外，还可以使用由三个相控阵线圈构成的接收线圈设备对患者的脖子和肩部成像，如图5所示，例如。此外，还可以使用由两个相控阵线圈构成的接收线圈设备对患者的胸部或眼睛成像，如图6所示，例如。在任意情况下，多个线圈环都紧扣各个成像部位，由此实现高灵敏度的信号接收。
在不偏离本发明宗旨和范围的条件下，可以广泛地构造本发明的多种传送实施方案。应当理解的是，本发明并不限于申请书中描述的具体实施方案，除附属权利要求所定义的之外。
权利要求
1．利用多个构成相控阵的线圈接收磁共振信号的方法，其中多个成像物体放置在各个线圈环的内部空间中，由此接收磁共振信号。
2．权利要求1的磁共振信号接收方法，其中成像物体是待诊断的患者的膝盖。
3．权利要求1的磁共振信号接收方法，其中成像物体是待诊断的患者的肩部。
4．权利要求1的磁共振信号接收方法，其中成像物体是待诊断的患者的脖子。
5．权利要求1的磁共振信号接收方法，其中成像物体是待诊断的患者的胸部。
6．权利要求1的磁共振信号接收方法，其中成像物体是待诊断的患者的眼睛。
7．权利要求1的磁共振信号接收方法，其中线圈包括单圈线圈。
8．权利要求1的磁共振信号接收方法，其中线圈包括多圈螺线管线圈。
9．一种磁共振成像装置，包括在包含成像物体的空间中产生静态磁场的静态磁场产生装置；在前述空间中产生梯度磁场的梯度磁场产生装置；在前述空间中产生RF磁场的射频(RF)磁场产生装置；检测来自前述空间的磁共振信号的检测装置；根据检测装置检测到的磁共振信号产生图像的成像装置，其中，所述检测装置包括相控阵线圈，这样多个成像物体放置在所述各个线圈环的内部空间中。
10．权利要求9的磁共振成像装置，其中成像物体是待诊断的患者的膝盖。
11．权利要求9的磁共振成像装置，其中成像物体是待诊断的患者的肩部。
12．权利要求9的磁共振成像装置，其中成像物体包括待诊断的患者的脖子。
13．权利要求9的磁共振成像装置，其中成像物体是待诊断的患者的胸部。
14．权利要求9的磁共振成像装置，其中成像物体是待诊断的患者的眼睛。
15．权利要求9-14中任一个的磁共振成像装置，其中线圈包括单圈线圈。
16．权利要求9-14中任一个的磁共振成像装置，其中线圈包括多圈螺线管线圈。
全文摘要
使用了多个相控阵线圈(312,314),这样,多个成像物体放置在各个线圈环的内部空间中,由此灵敏地接收来自邻接物体的磁共振信号。
文档编号G01R33/38GK1311444SQ0010365
公开日2001年9月5日 申请日期2000年2月29日 优先权日2000年2月29日
发明者森田健作 申请人:通用电器横河医疗系统株式会社