一种提高多通道射频线圈性能的方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及磁共振成像，尤其涉及一种提高多通道射频线圈性能的方法。
【背景技术】
[0002] 超材料性能主要通过介电常数、磁导率和折射率等电磁参数描述。而磁性超材料 为微结构对电磁场产生磁响应的超材料，它具有可人工控制磁导率的特点。磁性超材料通 过磁谐振结构(如开口谐振环）以及它的变形结构来实现对等效磁导率的调节。当电磁波入 射时，开口谐振环能够在结构中形成等效的LC谐振回路，从而通过磁谐振来实现对电磁波 的控制和束缚，对电磁场实现增强效果。
[0003] 目前，磁性超材料在射频领域得到广泛应用，尤其是在磁共振成像(Magnetic Resonance Imaging，MRI)中应用。本领域技术人员采用磁性超材料设计了应用于磁共振成 像的微结构，该种微结构为铝箱卷成的多层圆柱体，其中，铝箱的厚度为50μπι，多层圆柱体 的直径10mm、长度200mm，该多层圆柱体以每边为10个的方式再排列成一个六边形结构。该 基于磁性超材料的微结构的共振频率为21.3MHz，应用于0.5T型的MRI设备，将该微结构放 置于成像物和射频线圈之间，可以实现引导磁通量的作用，提高成像质量。另外，本领域技 术人员还设计了一种三维结构的开口谐振环，每个开口谐振环均外接一个高精度（± 1 % ) 电容，达到所需频率的目的。该开口谐振环由微结构阵列组成，直径为15mm，共振频率为 63.28Mhz，应用于1.5T型的MRI设备。
[0004] 虽然，在实验中显示了磁性超材料可以提高磁共振成像质量和分辨率。然而，在临 床应用中，将开口谐振环插入至多通道射频线圈时，将导致各单元线圈之间的互感发生变 化，其主要原因为:单元线圈在没有考虑加入磁性超材料的条件下进行解耦设计，以至于加 入磁性超材料后线圈单元之间的解耦效果下降，导致多通道射频线圈的性能下降，不能起 到提升图像质量的作用。
【发明内容】
[0005] 本发明为解决现有技术中存在的技术问题，提供一种提高多通道射频线圈性能的 方法，降低多通道线圈之间的耦合，解决采用磁性超材料的多通道射频线圈性能下降的问 题，从而提高磁共振成像质量和分辨率。
[0006] -种提高多通道射频线圈性能的方法，包括以下步骤：
[0007] (1)在磁共振扫描之前，将磁性超材料加入到多通道射频线圈中；
[0008] (2)在没有射频发射功率的情况下，在磁共振成像系统上采集所述多通道射频线 圈中每一个通道的噪声图像mi( ·)，其中1 SL，这里L表示多通道线圈的通道数。
[0009] (3)计算在加入所述磁性超材料后的所述多通道射频线圈的噪声耦合矩阵Ψ;
[0010] (4)在图像重建过程中，采用所述噪声耦合矩阵对所述多通道射频线圈耦合进行 补偿。
[0011]进一步地，步骤(2)中所述噪声图像的采样点大于1万个。
[0012] 进一步地，步骤（3)中所述噪声耦合矩阵的计算公式为：
中，nu( ·)表示第i个通道采集的噪声图像，<(:r)表示叫(r)的共辄转置，1^_]_<1^，这里1^ 表示多通道线圈的通道数。
[0013] 进一步地，步骤(4)中所述图像重建的公式为：
所述I表示重建后 图像。
[0014] 进一步地，所述图像重建的公式中S为每一个通道的采集图像，C为多通道射频线 圈的敏感度分布。
[0015] 进一步地，当C等于S时，图像重建的简化公式为 所述I表示重建 后图像。
[0016] 进一步地，所述磁性超材料为开口谐振环。
[0017] 本发明的有益效果：
[0018] 综上所述，本发明提供的一种提高多通道射频线圈性能的方法，通过采集多通道 射频线圈各个通道噪声并计算得到其噪声耦合矩阵，并在图像重建时采用噪声耦合矩阵补 偿多通道射频线圈的耦合恶化，从而在多通道射频线圈加入磁性超材料时实现提升多通道 射频线圈性能的目的，提高图像的信噪比和图像分辨率，提升图像质量。
【附图说明】
[0019] 图1是本发明实施例提高多通道射频线圈性能的方法的流程图。
[0020] 图2是本发明实施例多通道射频线圈性能实验装置结构示意图。
[0021] 图3是本发明实施例多通道射频线圈噪声耦合矩阵计算结果图。
[0022] 图4(a)是本发明实施例多通道射频线圈未补偿前的信噪比图；（b)是本发明实施 例多通道射频线圈补偿之后的信噪比图。
【具体实施方式】
[0023] 为了更好地阐述本发明的技术特点和结构，以下结合本发明的优选实施例及其附 图进行详细描述。
[0024] 参阅图1，一种提高多通道射频线圈性能的方法，包括以下步骤：
[0025] (S1)在磁共振扫描之前，将磁性超材料加入到多通道射频线圈中；多通道线圈是 一个线圈有多个通道，分别来接收信号。譬如说:8通道射频线圈，它包含8个通道，这8个通 道可以分别用来接收信号。
[0026] (S2)在没有射频发射功率的情况下，在磁共振成像系统上采集多通道射频线圈中 每一个通道的噪声图像。
[0027] (S3)计算在加入磁性超材料后的多通道射频线圈的噪声耦合矩阵；
[0028] (S4)在图像重建过程中，采用噪声耦合矩阵对多通道射频线圈耦合进行补偿。
[0029] 具体地，步骤(S2)中的实施方法:在实际临床应用中，没有射频发射功率的情况为 磁共振扫描之前或者磁共振扫描之后，或者为关闭多通道射频线圈的发射电源后，从而采 集多通道射频线圈中每一个通道的噪声，为了提高结果的准确性，该噪声的采样点大于1万 个。
[0030]步骤(S3)中的实施方法:根据步骤(S2)中的采集结果，计算在加入磁性超材料后 的多通道射频线圈的噪声耦合矩阵，该噪声耦合矩阵的计算公式为：
[0032] 其中，nu( ·)表示第i个通道采集的噪声图像，〇)表示mj(r)的共辄转置，〇〈i，j < L，这里L表示多通道线圈