本发明涉及磁共振成像领域。更特别地,本发明涉及一种磁共振成像装置,并且特别是一种设置有射频组件的磁共振成像装置,该射频组件配备有发射/接收射频线圈。更特别地,根据本发明的射频组件还设置有具有窄带宽的射频线圈以及用于在比所述线圈的带宽延伸得更远的工作频率范围内调整该射频组件的谐振频率的装置。当必须考虑相对小的静磁场时,由此提出的布置使得可以改善图像的质量。当考虑便携式磁共振成像设备时,本发明是特别有利的。
背景技术:
1、磁共振成像(mri)目前广泛用于非侵入性地对身体(特别是人体)的内部进行成像。特别地,磁共振成像使得可以探查形成接受检查的身体的一部分的水分子的氢核,并且特别是其核自旋。
2、在这方面,mri装置设置有磁体,该磁体旨在对身体施加静磁场(称为“主磁场”),在该静磁场的作用下,与包含在形成该身体的一部分的水分子中的氢核相关联的核自旋极化。
3、特别地,与这些自旋相关联的磁矩优选地沿由主磁场的取向确定的称为z轴的轴线对准,以便形成身体的磁化。
4、mri装置还包括梯度线圈,该梯度线圈被配置为当向其施加电流时产生小振幅并且在空间中变化的磁场。更特别地,梯度线圈被设计成产生平行于主磁场对准的磁场分量,并且该磁场分量在振幅上随着沿轴x、y或z中的一者的位置而线性变化(其中轴x、y和z中的每对轴是垂直的)。
5、因此,由梯度线圈施加的磁场的组合效应使得能够对旨在被探查的身体的位置中的每个位置进行空间编码。
6、mri装置还包括旨在充当rf接收器发射器的至少一个射频(rf)线圈。特别地,该至少一个射频线圈被配置为发射频率等于或接近氢核自旋的谐振频率并且至少部分地被这些核吸收的rf能量脉冲。
7、一旦rf发射被中断,核自旋弛豫以便返回到它们的初始能量状态,并且继而发射能够由至少一个rf线圈收集的rf信号。然后使用计算机和重组算法来处理该rf信号,以便获得身体的图像。
8、主磁场(通常包括在1.5特斯拉至3特斯拉之间)使得可以实现相对合理的信噪比,并且因此形成具有足够质量的并且在大约一分钟或更长的持续时间上的人体图像。
9、然而,存在不能实现此类强度的主磁场的情况。便携式mri装置是其实施例。后者通常包括具有有限容量的永磁体或电磁体,并且不能施加具有大于60mt或甚至大于200mt的强度的主磁场,而不会对所考虑的mri装置的质量或体积产生不利影响。
10、主磁场强度方面的这种限制直接影响mri装置的性能。特别地,使用此类mri设备获得的图像的质量可能由于不利的信噪比而严重劣化。这种不利的信噪比部分地反映了存在于组织中的磁化的显著降低。
11、本发明的一个目的是提出一种磁共振成像设备,其有利地实现低强度的主磁场,该磁共振成像设备设置有射频组件,使得可以改善信噪比并且因此改善图像的质量。
技术实现思路
1、本发明涉及一种磁共振成像设备,该磁共振成像设备包括被配置为发射和接收射频信号的射频组件,该组件包括:
2、-射频线圈,该射频线圈表征为固有带宽和固有谐振频率并且旨在用于发射和接收射频信号;
3、-可调谐电路,该可调谐电路与该射频线圈相关联并且被配置为使得能够在给定阻抗范围内调整该射频组件的等效阻抗,该等效阻抗的该调整使得能够在该射频组件的称为工作频率的频率范围内调整称为经调整频率的谐振频率,该工作频率的范围大于该固有带宽的范围;
4、-调整装置,该调整装置被配置为在由该成像设备采集图像期间命令该可调谐电路动态调整该等效阻抗。
5、根据一个实施方案,该调整装置(9a)被配置为允许在称为拉莫尔频率的给定频率下的射频发射以及射频信号的接收,在此期间,在该工作范围中动态调谐该经调整频率。
6、根据一个实施方案,该射频线圈包括称为主分段电容器的电容器。
7、根据一个实施方案,该可调谐电路包括根据l形拓扑布置的至少两个部件,并且该至少两个部件在该可调谐电路中组合在一起产生电抗,这两个部件中的一个部件和/或另一个部件是可调谐的,以便允许调整该射频组件的该等效阻抗,有利地,该两个部件包括两个电容器、或两个电感器、或一个电容器和一个电感器。
8、根据一个实施方案,该可调谐电路包括两个输入端和两个输出端,分别称为第一输入端和第二输入端的该两个输入端旨在由电流脉冲发生器供电,而分别称为第一输出端和第二输出端的该两个输出端各自连接到该射频线圈的末端中的一个末端。
9、根据一个实施方案,该射频组件包括分别为第一分支和第二分支的两个分支,该第一分支和该第二分支分别并联连接到该第一输入端和该第二输入端的电平,该第一分支包括串联连接的该射频线圈和两个部件中的一个部件,而该第二分支包括两个部件中的另一个部件。
10、根据一个实施方案,该射频组件进一步包括用于生成射频脉冲的装置,该用于生成射频脉冲的装置被适配为经由该可调谐电路施加该射频线圈中的电流脉冲的循环。
11、根据一个实施方案,所述成像设备包括射频处理装置,该射频处理装置被适配为处理能够由该射频线圈接收的射频信号。
12、根据一个实施方案,所述成像设备包括限定孔洞的磁体,该射频线圈布置在该孔洞中,该射频线圈的内部形成称为分析区的区,其中该磁体施加静磁场。
13、根据一个实施方案,该磁体是永磁体,有利地,该永磁体能够产生小于100mt、甚至更有利地小于50mt的静磁场。
14、根据一个实施方案,所述设备还包括梯度线圈,该梯度线圈旨在对该分析区的位置中的每个位置进行空间编码,该空间编码与该静磁场结合,旨在将该位置中的每个位置与可能定位在所述位置处的氢核的自旋的称为自然频率的谐振频率相关联。
15、根据一个实施方案,通过调整该等效阻抗,该经调整频率能够覆盖可能存在于该分析区的该位置中的每个位置上的该氢核自旋的全部自然频率。
16、本发明还涉及一种用于使用根据本发明的成像设备通过身体的磁共振采集图像的方法,该方法包括以下步骤:
17、a)使置于该射频线圈内的身体经受该静磁场;
18、b)使用该梯度线圈对该身体施加空间编码,该梯度线圈使该身体经受梯度场,该梯度场添加到该静磁场以形成合成场,以便使该身体的位置中的每个位置与该氢核的该自旋的称为该自然频率的谐振频率相关联,全部该自然频率在该工作范围上延伸;
19、c)使用该射频线圈发射射频信号,以便在经受由该梯度线圈进行的空间编码的该身体的所有位置上激励该氢核自旋;
20、d)测量由经受由该梯度线圈进行的该空间编码的该身体的该位置中的至少一些位置发射的氢核自旋的回波,该测量包括由该可调谐电路和该射频线圈形成的组件的该等效阻抗的动态调整。
21、根据一个实施方案,由该梯度线圈施加的该空间编码通过根据该合成场分解成称为工作片的片来反映,该工作片本身细分成互相平行的工作线,该合成场沿该工作线变化。
22、根据一个实施方案,一次一条工作线地进行自旋回波的该测量。
23、根据一个实施方案,可能沿工作线测量的该自旋回波覆盖范围大于该射频线圈的带宽的频率范围,沿工作线的该测量是通过动态调整由该可调谐电路和该射频线圈形成的该组件的该等效阻抗来执行的,以便收集与所述工作线相关联的所有自旋回波。
24、根据一个实施方案,与一条线的该自旋回波相关联的该频率范围具有比该射频线圈的该固有带宽大至少5倍、有利地大10倍的范围。