专利名称：线圈驱动方法、线圈驱动设备和磁共振成象设备的制作方法
背景技术：
本发明涉及一种线圈驱动方法、一种线圈驱动设备和一种MRI(磁共振成象)设备，更具体说，涉及这样的线圈驱动方法、线圈驱动设备和MRI设备，它能够在插入到两个相互对立的在一侧的一个线圈和在另一侧的一个线圈之间的样品即使在身体骨架方面有所不同时，仍可防止灵敏度的变动。
图5是表明涉及到本发明的MRI设备中所使用的发射线圈驱动电路和发射线圈的例子的说明性视图。
发射线圈驱动电路9-J具有用于将驱动脉冲Dp进行功率放大的放大器21，和用于将放大器21的输出一分为四的分割器以便送给构成发射线圈5的4个线圈。
发射线圈5包括在垂直方向相互面对的上部线圈5A和下部线圈5B。
上部线圈5A包括上部第一线圈51A和上部第二线圈52A。
下部线圈5B包括下部第一线圈51B和下部第二线圈52B。
当电源提供给上部第一线圈51A时，电流按8字的形状流动从而在线圈表面中心稍往下的一个空间里形成了磁场H1，它以垂直于电流I1A的方向延伸，而这个电流是流过线圈的中心并平行于线圈表面的。
当电源提供给上部第二线圈52A时，电流按8字的形状流动从而在线圈表面中心稍往下的一个空间里形成了磁场H2，它以垂直于电流I2A的方向延伸，而这个电流是流过线圈的中心并平行于线圈表面的。
上部第一线圈51A和上部第二线圈52A在结构上彼此相同但在电流I1A和I2A的方向上彼此相差90°。因此，磁场H1和H2以直角相交。
虽然下部第一线圈51B在结构上和上部第一线圈51A是相同的，但流经该线圈中心的电流I1B的方向却和电流I1A的方向相反而平行。因此，当电源加到下部第一线圈51B上时，会形成一个使磁场H1加强的磁场。
虽然下部第二线圈52B在结构上和上部第二线圈52A是相同的，但流经该线圈中心的电流I2B的方向却和电流I2A的方向相反而平行。因此，当电源加到下部第二线圈52B上时，会形成一个使磁场H2加强的磁场。
在发射线圈驱动电路9-J中，电源从分割器22均匀地提供给所有的线圈51A、52A、51B和52B。这样一种电源供给方法不会表现出什么问题，因为在样品是插入到一个由如图6所示的在上部线圈5A和下部线圈5B之间所规定的空间之内的状态下在上部线圈5A和样品间的电磁耦合和在下部线圈5B和样品之间的电磁耦合会成为彼此等价的。
但是，当使用的是身体架构较小的样品时，例如图7所示时，样品就处于这样一种状态，即它位于较靠近下部线圈5B而不靠近上部线圈5A，因此，在上部线圈5A与样品之间的电磁耦合和下部线圈5B与样品之间的耦合就处于不平衡的状态。所以，从分割器22到所有线圈51A、52A、51B、和52B的均匀的电源供给会产生由上部线圈5A形成的磁场和由下部线圈5B形成的磁场之间的不平衡，从而会引起这样的问题，即会发生灵敏度的变动。
在第一方面，本发明提供一种线圈驱动方法，包括的步骤为将样品插入到两个被安排成相互对立的在一侧的一个线圈和在另一侧的一个线圈之间，调节供给两个线圈的电源的平衡，然后向两个线圈提供电源。
按照第一方面的线圈驱动方法，向两个线圈供应电源的平衡是在样品插进到由在一侧的线圈和在另一侧的线圈之间所规定的空间去之后才调节的。因此，无论样品的身体骨架和位置如何，由在一侧的线圈所形成的磁场和由另一侧线圈所形成的磁场总是成为相等的，从而导致灵敏度的固定不变。
在第二方面，本发明提供一种具有上述安排的线圈驱动方法，它包括的步骤为测量从两个线圈送出的反射波并控制电源供应的平衡使得反射波的电压相互重合。
按照第二方面的线圈驱动方法具有这样的优点由于电源供应的平衡是用在一侧的线圈和在另一侧的线圈的反射波的电压作为指示而调节的，所以在一侧的线圈和在另一侧的线圈不需要工作。
在第三方面，本发明提供一种具有上述安排的线圈驱动方法，其中磁场检测装置是安装在线圈附近的，还包括另外的步骤，即控制电源供应的平衡以使由磁场检测装置检测到的信号的大小彼此重合。
按照第三方面的线圈驱动方法具有这样的优点，即由于由在一侧的线圈和在另一侧的线圈产生的磁场是实际测量以便调节电源供应的平衡，所以和将反射波的电压规定为指标的情况相比，它的电源供应的平衡能够直接调节。
在第四方面，本发明提供一种线圈驱动方法，包括的步骤为对两个安排成相互对应的线圈控制其在一侧的一个线圈和在另一侧的一个线圈所提供的电源的平衡，这种平衡是事先根据要插入到两个线圈之间的样品的身体骨架而确定的，然后再向两个线圈提供电源。
对一侧的线圈和另一侧的线圈所提供的电源平衡的偏移取决于样品的身体骨架。换句话说，在电源供应平衡偏移的补偿量可以根据样品的身体骨架而判别。
按照第4方面的线圈驱动方法中，电源供应的平衡是按照事先根据样品的身体骨架所确定的补偿量而调节的。因此，由一侧的线圈形成的磁场和由另一侧线圈形成的磁场可以被均匀地调节，从而不会导致灵敏度的变动。由于这时也没有必要把样品真正地插进由一侧的线圈和另一侧的线圈所规定的空间中并测量电源供应的平衡，因而可以带来减轻工作量的优点。
在第五方面，本发明提供一种具有上述安排的线圈驱动方法，包括利用样品的重量作为样品的身体骨架。
虽然样品的重量和它的身体厚度都可以用作为能引起对一侧的线圈和另一侧的线圈提供电源中平衡偏移的样品的身体骨架，但重量是最适合于处理的。
由于在按照第5方面的线圈驱动方法中重量被用作为样品的身体架构，它的处理就变得最为简单。
在第6方面，本发明提供一种具有上述安排的线圈驱动方法，其中在一侧的线圈包括在一侧的第一线圈和在一侧的第二线圈，由在一侧的第一线圈和在一侧的第二线圈所形成的磁场在由一侧的线圈和在另一侧的线圈之间所规定的线圈到线圈的空间内是以直角相交的，在另一侧的线圈包括另一侧的第一线圈和另一侧的第二线圈，由另一侧的第一线圈形成的磁场在线圈到线圈的空间之内是平行于由一侧的第一线圈所形成的磁场的，而由另一侧的第二线圈所形成的磁场在线圈到线圈的空间内是平行于由一侧的第二线圈所形成的磁场的。
在按照第6方面的线圈驱动方法中，本发明可以应用于在MRI设备中所用的发射线圈。
在第7方面，本发明提供一种具有上述安排的线圈驱动方法，其中在一侧的线圈和在另一侧的线圈在垂直或水平方向上是相互对应的。
在按照第7方面的线圈驱动方法中，本发明可用于在MRI设备中所用的发射线圈中。
在第8方面，本发明提供一种线圈驱动设备，包括向两个被安放成相互对应的在一侧的线圈和在另一侧的线圈提供电源的电源供应装置，用于测量两个线圈的电源供应平衡的电源供应平衡测量装置，以及用于对向两个线圈调节其电源供应平衡的电源供应平衡控制装置。
按照第一方面的线圈驱动方法可以合适地在按照第8方面的线圈驱动设备中执行。
在第9方面，本发明提供一种具有上述安排的线圈驱动设备，其中电源供应平衡测量装置包括用于测量从线圈送出的反射波的反射波测量装置。
按照第二方面的线圈驱动方法可以在按照第9方面的线圈驱动设备中合适地实现。
在第10方面，本发明提供一种具有上述安排的线圈驱动设备，其中反射波测量装置是一个方向耦合器。
在按照第10方面的线圈驱动设备中，按照第2方面的线圈驱动方法可以合适地利用方向耦合器来实现。
在第11方面，本发明提供一种具有上述安排的线圈驱动设备，其中电源供应平衡测量装置包括在线圈附近设置的磁场检测装置。
在按照第11方面的线圈驱动设备中，按照第3方面的线圈驱动方法可以合适地实现。
在第12方面，本发明提供一种具有上述安排的线圈驱动设备，其中磁场检测装置是感受线圈。
在按照第12方面的线圈驱动设备中，按照第三方面的线圈驱动方法可以合适地使用感受线圈而实现。
在第13方面，本发明提供一种线圈驱动设备，包括用于向两个安放在相互对立位置上的一侧的线圈和另一侧的线圈提供电源的电源供应装置，以及用于对两个线圈提供电源中调节平衡的电源供应平衡控制装置，它是根据插入在两个线圈之间的样品的身体骨架事先确定的。
在按照第13方面的线圈驱动设备中，按照第4方面的线圈驱动方法可以合适地实现。
在第14方面，本发明提供一种线圈驱动设备，其中在上面所说明的安排的线圈驱动方法中，样品的重量被用作为样品的身体骨架。
在按照第14方面的线圈驱动设备中，按照第5方面的线圈驱动方法可以合适地实现。
在第15方面，本发明提供一种具有上述安排的线圈驱动设备，其中在一侧的线圈包括在一侧的第一线圈和在一侧的第二线圈，由一侧的第一线圈和在一侧的第二线圈形成的磁场在由一侧的线圈和由另一侧的线圈之间所规定的空间内按直角相交，在另一侧的线圈包括在另一侧的第一线圈和在另一侧的第二线圈，在另一侧的第一线圈形成的磁场在线圈到线圈的空间内是平行于由一侧的第一线圈形成的磁场的，而由另一侧的第二线圈形成的磁场在线圈到线圈的空间内是平行于由一侧的第二线圈所形成的磁场的。
在按照第15方面的线圈驱动设备中，按照第6方面的线圈驱动方法可以合适地实现。
在第16方面，本发明提供一种具有上述安排的线圈驱动设备，其中在一侧的线圈和在另一侧的线圈在垂直或水平方向上是相互对立的。
在按照第16方面的线圈驱动设备中，按照第7方面的线圈驱动方法可以合适地实现。
在第17方面，本发明提供装备有按上述配置的线圈驱动设备的MRI设备。
在按照第17方面的线圈驱动设备中，按照第7方面的线圈驱动方法可以合适地实现。
按照本发明的线圈驱动方法、线圈驱动设备和MRI设备，即使插在两个相互对应的在一侧的一个线圈和在另一侧的一个线圈之间的样品在身体骨架方面是不同的，但由一侧的线圈所形成的磁场和在另一侧的线圈所形成的磁场总是可以成为均匀的，因此就能够防止发生灵敏度的变动。
本发明的另外的目的和优点从下面由附图所显示的优选实施例的说明而变得更明显。
图2是说明按照本发明第一实施例的线圈驱动电路和发射线圈的图解。
图3是说明按照本发明的第二实施例的线圈驱动电路和发射线圈的图解。
图4是说明按照本发明的第三实施例的线圈驱动电路和发射线圈的图解。
图5是表明常规的线圈驱动电路和发射线圈例子的解释性视图。
图6是说明样品放在由一侧的线圈和另一侧的线圈之间所规定的空间中心的状态的说明图。
图7是说明样品放在从由一侧的线圈和另一侧的线圈之间所规定的空间中心看时是偏向下面的状态的说明图。发明的详细说明本发明此后将用在附图中显示的实施例来更详细地说明。第一实施例
图1是表明按照本发明第一实施例的MRI设备的配置性方块图。
在本MRI设备1中，磁体组件2有一个空间(孔)用于插入一个样品于其中。用来向样品施加一个恒定静磁场的静态磁场线圈3、用来对切片轴、引导轴和相位轴产生梯度或斜坡磁场的梯度或斜坡磁场线圈4、用来提供RF脉冲以激励样品中的核子自旋的发射线圈5、以及用来检测从样品中来的NMR信号的接收线圈6都安置在磁体组件2中而环绕上述的空间。
静态磁场线圈3在电气上连接到静磁场源7上。梯度磁场线圈4在电气上连接到梯度或斜坡磁场驱动电路或驱动器8。发射线圈5电气上连接到发射线圈驱动电路9-1。接收线圈6电气上连接到预放大器10。附带说，可以用永磁体来取代静态磁场线圈3。
顺序存储电路11根据按照由计算机12给出的指令而存储在其内的脉冲顺序来控制或操作梯度磁场驱动电路8，从而由磁体组件2的梯度磁场线圈4产生梯度磁场。此外，顺序存储电路11操作一个门调制器13去调制从RF振荡器14所产生的载波输出信号使其成为由预定的定时信号和预定的包络所表示的脉动信号并将它作为驱动脉冲Dp加到发射线圈驱动电路9-1上，并在那里进行功率放大。此后，发射线圈9-1将脉冲加到发射线圈5上，从那里发射RF脉冲从而激励所需要的区域。
预放大器10将从样品来的并由接收线圈6所检测的NMR信号放大，并将放大的NMR信号输入到相位检测器15。相位检测器15接收由RF振荡器14产生的载波输出信号作为参考，对以预放大器10提供的NMR信号进行相位检测并将它提供给A/D变换器16。A/D变换器16将经相位检测的模拟信号变换成数字信号并将它输入到计算机12。
计算机12从A/D变换器16读出数据并执行对数据的图解重建计算从而为所需的切片区域产生一个图象。此外，计算机12负责整个控制例如接收经操作台18输入的信息。
顺便说，MRI设备1可能是用于介入式的MRI的开放型MRI设备。
图2是表明发射线圈驱动电路9-1和发射线圈5的说明性视图。
本发射线圈驱动电路9-1具有用于对驱动脉冲Dp作功率放大的放大器21，用于将预放大器21的输出分割为4份以提供给组成发射线圈5的4个线圈的分割器22，具有相对于从分割器22的4个输出是独立的衰减器或衰减设备的衰减器23，用于将衰减器23的输出发送到构成发射线图5的它们相应的4个线圈去并从这些线圈取出反射波的方向耦合器24，以及一个比较控制器28-1，它用于对从构成发射线圈5的4个线圈送出的反射波电压进行采样并与从计算机12送出的相当于控制信号Cs的定时进行比较，调节衰减器23的衰减率以使各电压整定在相等值，并按照各个衰减率控制放大器21的输出。
顺便说，可以使用可变增益放大器来取代衰减器23。
发射线圈5包括在直垂方向相互对立的一个上部线圈5A和一个下部线圈5B。
上部线圈5A包括一个上部第一线圈51A和一个上部第二线圈52A。
下部线圈5B包括一个下部第一线圈51B和下部第二线圈52B。
当电源提供给上部第一线圈51A时，电流以8字的形式流动，使得在离开线圈表面中心稍往下的空间里形成一个磁场H1，它沿着与电流I1A相垂直的方向延伸，而电流则是跨越线圈中心而流动并与线圈表面是平行的。
当电源提供给上部第二线圈52A时，电流以8字的形式流动，使得在离开线圈表面中心稍往下的空间里形成一个磁场H2，它沿着与电流I2A相垂直的方向延伸，而电流则是跨越线圈中心而流动并与线圈表面是平行的。
上部第一线圈51A和上部第二线圈52A在结构上是彼此相同的但在电流I1A和I2A的方向上彼此相差90°。因此，磁场H1和H2以直角相交。
下部第一线圈51B在结构上是和上部第一线圈51A相同的，但跨越线圈中心而流动的电流I1B的方向是和电流I1A的方向相反但却是和它平行的。因此，当电源提供给下部第一线圈51B时，会形成一个增强磁场H1的磁场。
下部第二线圈52B在结构上是和上部第二线图52A相同的，但跨越线圈中心而流动的电流I2B的方向是和电流I2B的方向相反但却是和它平行的。因此，当电源提供给下部第二线圈52B时，会形成一个增强磁场H2的磁场。
在希望要给样品成象时，样品将在被置于由上部线圈5A和下部线圈5B之间所规定的空间中这样一种状态下预扫描。另外，比较控制器25-1调节衰减器23使得反射波的电压被相等地设定。此后，在样品上实施主扫描。这样，由上部线圈5A形成的磁场和下部线圈5B所形成的磁场就成为均匀的而不管样品的身体骨架和位置，这样就可以防止发生灵敏度的变动。第二实施例图3是表明按照第二实施例的发射线圈驱动电路9-2和发射线圈5的示意图。附带说明，在第一实施例中所使用的那些相同的结构元件分别是用相同的数字来标志的，因此对它们的说明可简化。
发射线圈驱动电路9-2包括放大器21，分割器22、衰减器23、放在构成发射线圈5的4个线圈附近的相应的感受线圈P1A、P2A、P1B和P2B，以及比较器控制器25-2，它用于对由相应的感受线圈P1A、P2A、P1B和P2B所感应的电压按由计算机12送出的控制信号Cs相对应的定时进行采样和比较，调节衰减器23的衰减率使电压按予定的比例作相应变动，并按照每个衰减率去控制放大器21的输出。
发射线圈5包括上部线圈5A和下部线圈5B，它们在垂直方向彼此相对。
上部线圈5A包括上部第一线圈51A和上部第二线圈52A。
下部线圈5B包括下部第一线圈51B和下部第二线圈52B。
在安装MRI设备时，电源在这样一种状态下提供给构成发射线圈5的4个线圈，即在由上部线圈5A和下部线圈5B之间规定的空间中没有插入任何样品，并在此情况下测量感受线圈P1A、P2A的感应电压之间的比例和感受线圈P2A和P2B的感应电压之间的比例。此后，测得的比例作为规定的比例而被存储。
当希望给样品成象时，样品是在把它放在由上部线圈5A和下部线圈5B之间所规定的空间内这样一种状态下进行预扫描的。另外，比较控制器25-2调节衰减器23使得各感受线圈P1A、P2A、P1B和P2B所感应的电压分别达到预定的比例。此后，对样品进行主扫描。这样，由上部线圈5A形成的磁场和下部线圈5B形成的磁场都达到均匀性而不管样品的身体骨架和位置，从而防止灵敏度变得不均匀。第三实施例图4是表明按照第三实施例的发射线圈驱动电路4-3和发射线圈5的示意图。附带说明，在第一实施例中所用的那些相同的结构元件分别用相同的数字来标志，因此对它们的说明可以简化。
发射线圈驱动电路9-3含有放大器21、分割器22和设置控制器26，它用于调节衰减器23的各个衰减率以便使每个衰减率变成由从计算机12送出的控制信号Cs所设置的值，并按照该衰减率控制放大器21的输出。
发射线圈5包括上部线圈5A和下部线圈5B，它们在垂直方向彼此相对。
上部线圈5A包括上部第一线圈51A和上部第二线圈52A。
下部线圈5B包括下部第一线圈51B和下部第二线圈52B。
如果使用了在第一实施例中所用的发射线圈驱动电路9-1和在第二实施例中使用的发射线圈驱动电路9-2，那么由于在样品的重量(这可能是身体的厚度)和衰减器23的每个衰减率之间的相关性是已发现的，因此它们之间的相关性是存在计算机12中的。
在对样品成象时，操作人员通过操作控制18输入样品的重量。在这样做时，计算机12将对应于样品重量的衰减率的值通知设置控制器26并使设置控制器26调节衰减器23。然后，在样品上实施主扫描。这样，由上部线圈5A形成的磁场和由下部线圈5B形成的磁场成为均匀的而不管样品的身体骨架，从而防止发生灵敏度不均匀。
许多很不相同的发明实施例可以被设计而不背离本发明的精神与范围。应该理解，除了在所附权利要求所规定的以外，本发明不局限于说明书中所叙述的特定实施例。
权利要求
1.一种线圈驱动方法，包括的步骤为将样品插在在一侧的线圈和在另一侧的线圈之间，这两个线圈安排成彼此相对；调节对这两个线圈的电源供给的平衡；和向这两个线圈提供电源。
2.权利要求1的线圈驱动方法，还包括测量从两个线圈送出的反射波及控制电源平衡的步骤，以使反射波的电压彼此符合。
3.权利要求1的线圈驱动方法，其中的磁场检测设备是在线圈的附近安装的，并且还包括控制电源平衡的步骤，以使由所说的磁场检测设备所检测的信号的大小彼此相符。
4.一种线圈驱动方法，包括的步骤为控制向在一侧的线圈和在另一侧的线圈的电源供给的平衡，这两个线圈安排成彼此相对，所说的平衡是事先根据插在两个线圈之间的样品的身体骨架而确定的；以及向所说的两个线圈提供电源。
5.权利要求4的线圈驱动方法，还包括使用样品的重量作为样品的身体架构。
6.权利要求1或4的线圈驱动方法，其中在一侧的线圈包括在一侧的第一线圈和在一侧的第二线圈，由在一侧的第一线圈和在一侧的第二线圈所形成的磁场在由一侧的线圈和另一侧的线圈之间所规定的线圈到线圈的空间中以直角相交，在另一侧的线圈包括在另一侧的第一线圈和在另一侧的第二线圈，在另一侧的第一线圈所形成的磁场与由在一侧的第一线圈所形成的磁场在所说的线圈到线圈的空间内是平行的，在另一侧的第二线圈所形成的磁场与由在一侧的第二线圈所形成的磁场在所说的线圈到线圈的空间内是平行的。
7.权利要求1或4的线圈驱动方法，其中在一侧的线圈和在另一侧的线圈在垂直或水平的方向上是彼此相对的。
8.一种线圈驱动设备，包括电源供给设备，用于向一侧的线圈和另一侧的线圈提供电源，两个线圈安放成彼此对立；电源供给平衡测量设备，用于测量对上述两个线圈提供电源的平衡；以及电源供给平衡控制设备，用于调节对上述两个线圈所提供电源的平衡。
9.权利要求8的线圈驱动设备，其中所说的电源供给平衡测量设备包括反射波测量设备以测量从线圈送出的反射波。
10.权利要求8的线圈驱动设备，其中所说的反射波测量设备是方向耦合器。
11.权利要求8的线圈驱动设备，其中所说的电源平衡测量设备包括安装在线圈附近的磁场检测设备。
12.权利要求8的线圈驱动设备，其中所说的磁场检测设备是感受线圈。
13.一种线圈驱动设备，包括电源供给设备，用于向一侧的线圈和另一侧的线圈提供电源，两个线圈安放成彼此对立；以及电源供给平衡控制设备，用于调节对上述两个线圈所提供电源的平衡，它是根据插在上述两个线圈之间的样品的身体骨架事先确定的。
14.权利要求13的线圈驱动设备，其中样品的重量被用作为样品的身体骨架。
15.权利要求8或13的线圈驱动设备，其中在一侧的线圈包括一侧的第一线圈和一侧的第二线圈。由一侧的第一线圈和一侧的第二线圈所形成的磁场在一侧的线圈和在一另一侧的线圈之间所规定的线圈到线圈的空间中以直角相交，在另一侧的第一线圈所形成的磁场与在一侧的第一线圈所形成的磁场在所说的线圈到线圈的空间内是平行的，而由另一侧的第二线圈所形成的磁场与由一侧的第二线圈所形成的磁场在所说的线圈到线圈的空间内是平行的。
16.权利要求8或13的线圈驱动设备，其中在一侧的线圈与在另一侧的线圈在垂直或水平方向上彼此对立。
17.一种装有权利要求8或13的线圈驱动设备的MRI设备。
全文摘要
为了即使插入到彼此对立的上部线圈和下部线圈之间的样品在身体骨架上是不同的这种情况下仍能防止灵敏度的变化,对样品在下述状态下进行预扫描,在该状态下样品被放在上线圈和下线圈之间,由线圈送出的反射波由方向耦合器检测。另外,比较控制器控制衰减器以使反射波的电压相等。然后进行主扫描。
文档编号G01R33/32GK1344533SQ01133159
公开日2002年4月17日 申请日期2001年9月19日 优先权日2000年9月19日
发明者佐藤健志 申请人:Ge医疗系统环球技术有限公司