CN103698725A - 磁共振成像***的多通道射频线圈接口装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种磁共振成像***的多通道射频线圈接口装置，包括接口电路盒和多路接口电路，每路接口电路包括：卡口螺母接口，设于所述接口电路盒的一侧，用于电连接一射频线圈；前置放大器，用于在接收模式时对所述射频线圈中感应的核磁共振电压信号进行放大；相移电路，与所述前置放大器电连接，用于调整所述射频线圈的阻抗的相位；调谐匹配电路，与所述相移电路电连接，用于对所述射频线圈的谐振频率进行校正；总线，设于所述接口电路盒上与所述卡口螺母接口相对的一侧，用于电连接磁共振成像检测设备，所述总线包括共模扼流环。本发明一方面方便了线圈的设计；另一方面降低了线圈开发成本，增强了磁共振成像***的开放性和易用性。
Description
技术领域
本发明涉及磁共振，特别是涉及一种磁共振成像***的多通道射频线圈接口装置。
背景技术
为了提高磁共振成像（MRI-Magnetic Resonance Imaging）图像的信噪比和加快成像速度，磁共振射频技术的发展趋势是采用多通道射频线圈。多通道射频线圈一般由2N（其中，N为正整数）个射频线圈单元构成。当多通道射频线圈处于发射模式，每个射频线圈单元被通以交变电流，用于分别产生交变磁场，每个射频线圈单元所产生的交变磁场对应一个发射通道。当多通道射频线圈处于接收模式，每个射频线圈单元通过电磁感应，接收成像空间内的磁共振信号，每个射频线圈单元接收的磁共振信号对应一个接收通道。在理想情况下，每个射频线圈单元所产生的交变磁场是独立的，换句话说，2N个射频线圈单元中任意两个射频线圈单元所产生的交变磁场彼此之间没有影响。然而，在实际应用中，两个射频线圈单元之间可能会发生耦合现象，尤其对于相邻的射频线圈单元，耦合现象尤为突出，这就降低了多通道射频线圈发射模式时的发射效率和处于接收模式时的信噪比。目前，临床上的MRI***中可以用于射频线圈接收的通道数最大一般为32。
射频***是MRI***中实施射频激励并接收共振信号的功能单元，它除了射频线圈这一核心部件之外，还包括一系列相关的射频接口电路。接口电路一端连接多通道射频线圈，一端连接磁共振***，其中磁共振***端包括射频功率放大器和前置放大器，分别对应发射模式和接收模式。两种模式通过射频开关进行切换。当工作在发射模式时，射频线圈与射频功率放大器连接，激发成像空间内的成像物体，产生磁共振信号。当工作在接收状态时，在线圈中感应的微弱的NMR（Nuclear Magnetic Resonance）电压信号与低噪声的前置放大器相连，对信号进行放大，然后经过衰减、混频、中频滤波、相位检测和低频滤波后得到保留有NMR信号相位和幅度信息的低频信号，再经过A/D变换，得到用于图像重建的原始数据。
传统的射频接收装置，最前端是多通道射频线圈的各个线圈单元，每个线圈单元最后通过统一接口连接到MRI***上，从接口到线圈是一整套设备，即接口电路与线圈是配套设置的。
对于每一种检测线圈，都必须独立配置相应的前置放大电路和共模抑制环等。这样一套配置的成本往往价值不菲，同时还耗费了不少人力物力。本发明提出一种通用的接口电路设计，能够实现任意多通道数线圈的可插可拔，不必针对每个线圈配置专门的接口电路，从而降低了成本，提高了***的易用性和可接入性。
发明内容
基于此，有必要提供一种通用的多通道射频线圈的接口电路设计，即一种适用于各种规格的射频线圈的磁共振成像***的多通道射频线圈接口装置。
一种磁共振成像***的多通道射频线圈接口装置，包括接口电路盒和多路接口电路，每路接口电路包括：卡口螺母接口，设于所述接口电路盒的一侧，用于电连接一射频线圈；前置放大器，用于在接收模式时对所述射频线圈中感应的核磁共振电压信号进行放大；相移电路，与所述前置放大器电连接，用于调整所述射频线圈的阻抗的相位，从而减小所述前置放大器在工作时的噪声系数；调谐匹配电路，与所述相移电路电连接，用于对所述射频线圈的谐振频率进行校正；总线，设于所述接口电路盒上与所述卡口螺母接口相对的一侧，用于电连接磁共振成像检测设备，所述总线包括共模扼流环。
在其中一个实施例中，所述前置放大器、相移电路与调谐匹配电路为串联连接。
在其中一个实施例中，所述每路接口电路还包括直流信号线，所述直流信号线一端连接该路接口电路的总线，另一端连接该路接口电路的卡扣螺母接口；所述直流信号线用于接收磁共振成像检测设备发送的直流控制信号，控制射频线圈的开关。
在其中一个实施例中，所述直流信号线包括用于滤除交流信号的滤波电路。
上述磁共振成像***的多通道射频线圈接口装置，每路接口电路可以实现单个通道独立发射、接收信号，实现即插即拔，同时能够实现任意通道数同时工作接收信号。因此是一种通用的接口电路设计，对各种规格的射频线圈均具有通用性，不必针对每个线圈配置专门的接口电路，一方面方便了线圈的设计；另一方面降低了线圈开发成本，增强了磁共振成像***的开放性和易用性。
附图说明
图1是一实施例中磁共振成像***的多通道射频线圈接口装置的结构示意图。
具体实施方式
为使本发明的目的、特征和优点能够更为明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。
图1是一实施例中磁共振成像***的多通道射频线圈接口装置的结构示意图，包括接口电路盒10和多路接口电路，每路接口电路包括：
卡口螺母接口（BNC）12，设于接口电路盒10的一侧，用于电连接一射频线圈。本实施例中用于连接射频线圈11。
前置放大器17，用于在接收模式时对射频线圈中感应的核磁共振电压信号进行放大。
相移电路15，与前置放大器17电连接，用于调整射频线圈11的阻抗的相位，从而减小前置放大器17在工作时的噪声系数。前置放大器17的噪声系数随射频线圈11的阻抗变化而变化，当线圈阻抗的幅值和相位满足放大器要求时，前置放大器17的噪声系数最小，这种情况称为噪声匹配。相移电路15的作用是调整线圈阻抗的相位，使其满足噪声匹配的要求，从而使得前置放大器17在工作时的噪声系数尽量达到最小。
调谐匹配电路13，与相移电路15电连接，用于对射频线圈11的谐振频率进行校正。
总线，设于接口电路盒10上与卡口螺母接口12相对的一侧，用于电连接磁共振成像检测设备。每条总线上设置有共模扼流环19，用于抑制总线上的共模电流。
可以理解的，在每路接口电路中，还可以配置射频开关等其它电路元器件，故图1中未将前置放大器与对应的总线画成直接连接的状态。
在使用时，将多通道射频线圈与卡口螺母接口插接，将接口电路盒10另一侧的总线的接头插到磁共振成像检测设备上，即可实现信号的发射和接收。
在其中一个实施例中，每路接口电路还包括一条直流信号线。直流信号线一端连接对应的总线，另一端连接对应的射频线圈（即连接BNC）。磁共振成像检测设备给直流信号线一个直流控制信号，用于控制射频线圈的开关。比如插接了8个射频线圈，但只需要其中4个工作，就可以由磁共振成像检测设备发送直流控制信号，将另外4路断开。每条直流信号线包括一个滤波电路，用于滤除交流信号，以免有交流信号耦合到直流信号线中。
上述磁共振成像***的多通道射频线圈接口装置的接口电路的数量（通道数）应该与磁共振成像***接收通道数和发射通道数中的较大的一个相同，每路接口电路可以实现单个通道独立发射、接收信号，实现即插即拔，同时能够实现任意通道数同时工作接收信号。因此是一种通用的接口电路设计，对各种规格的射频线圈均具有通用性，不必针对每个线圈配置专门的接口电路，一方面方便了线圈的设计；另一方面降低了线圈开发成本，增强了磁共振成像***的开放性和易用性。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。
Claims (4)
1.一种磁共振成像***的多通道射频线圈接口装置，其特征在于，包括接口电路盒和多路接口电路，每路接口电路包括：
卡口螺母接口，设于所述接口电路盒的一侧，用于电连接一射频线圈；
前置放大器，用于在接收模式时对所述射频线圈中感应的核磁共振电压信号进行放大；
相移电路，与所述前置放大器电连接，用于调整所述射频线圈的阻抗的相位，从而减小所述前置放大器在工作时的噪声系数；
调谐匹配电路，与所述相移电路电连接，用于对所述射频线圈的谐振频率进行校正；
总线，设于所述接口电路盒上与所述卡口螺母接口相对的一侧，用于电连接磁共振成像检测设备，所述总线包括共模扼流环。
2.根据权利要求1所述的磁共振成像***的多通道射频线圈接口装置，其特征在于，所述前置放大器、相移电路与调谐匹配电路为串联连接。
3.根据权利要求1所述的磁共振成像***的多通道射频线圈接口装置，其特征在于，所述每路接口电路还包括直流信号线，所述直流信号线一端连接该路接口电路的总线，另一端连接该路接口电路的卡扣螺母接口；所述直流信号线用于接收磁共振成像检测设备发送的直流控制信号，控制射频线圈的开关。
4.根据权利要求1所述的磁共振成像***的多通道射频线圈接口装置，其特征在于，所述直流信号线包括用于滤除交流信号的滤波电路。
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