[发明专利]多通道发射MR成像

说明书

技术领域

本发明涉及磁共振（MR）成像的领域。本发明涉及一种对放置在MR装置的检查体积中的患者的身体的至少一部分进行MR成像的方法。本发明还涉及一种MR装置以及用于MR装置的多通道发射单元。

背景技术

目前，利用磁场与核自旋之间的相互作用以形成二维或三维图像的图像形成MR方法得到了广泛采用，尤其是在医学诊断的领域中，因为对于软组织的成像而言，这样的方法在很多方面优于其他成像方法，即，其不需要电离辐射并且通常是非侵入性的。

根据一般的MR方法，将待检查的患者的身体布置在强的均匀磁场中，所述磁场的方向同时定义了测量所基于的坐标系的轴（一般为z轴）。根据能够通过施加具有定义频率（所谓的拉莫尔频率或MR频率）的交变电磁场（RF场）来激励的磁场强度，所述磁场产生针对个体核自旋的不同能量水平。从宏观的角度来讲，个体核自旋的分布将产生总体磁化，能够在RF脉冲的磁场垂直于z轴延伸的同时，通过施加具有适当频率的电磁脉冲（RF脉冲）使所述总体磁化偏离平衡状态，从而使所述磁化关于z轴执行进动。磁化的这种运动描绘了锥形表面，所述锥形表面的孔径角被称为翻转角。所述翻转角的大小取决于所施加的电磁脉冲的强度和持续时间。就所谓的90°脉冲而言，使所述自旋从z轴偏转至横平面（翻转角90°）。经由MR装置的RF线圈布置使RF脉冲朝向患者的身体进行辐照。所述RF线圈布置通常围绕在其中放置患者的身体的检查体积。

在RF脉冲结束之后，磁化弛豫回初始平衡状态，其中，以第一时间常量T₁（自旋点阵或纵向弛豫时间）再次建立在z方向的磁化，并在垂直于z方向的方向的磁化以第二时间常量T₂（自旋-自旋或横向驰豫时间）发生驰豫。借助接收RF线圈能够检测磁化的变化，通过某种方式在所述MR装置的检查体积之内对所述接收RF线圈进行布置和取向，从而使得在垂直于z轴的方向测量磁化的变化。在施加例如90°脉冲之后，横向磁化的衰减将伴随着核自旋从具有相同相位的有序状态向所有相角均匀分布（去相）的状态的转变（由局部磁场不均匀性诱发的）。能够借助重新聚焦脉冲（例如，180°脉冲）对所述去相进行补偿。这在接收线圈中产生回波信号（自旋回波）。

为了实现体内的空间分辨力，使沿三个主轴延伸的线性磁场梯度叠加在均匀磁场上，导致自旋共振频率的线性空间依赖性。因而，在接收线圈中拾取的信号包含不同频率的分量，其能够与身体内的不同位置相关联。经由接收线圈获得的信号数据对应于空间频率域，并且被称为k空间数据。所述k空间数据通常包括利用不同的相位编码采集的多条线。通过收集若干样本使每条线数字化。借助傅里叶变换将一组k空间数据转换为MR图像。

一般希望所生成的用于激励磁共振的RF场（B₁场）在患者的身体的成像部分的整个截面内具有相对均一的均匀性。然而，由于MR频率随着主磁场强度的增大而增大，因而由于患者的体内的导电损耗和波长效应的原因，要想实现这一目的将变得更加困难。多通道发射MR成像已经被接受作为对体积RF线圈进行操作以实现相对均匀的B₁场的标准方法。与单通道操作模式相比，双通道发射技术获得了显著提高的B₁均匀性。

在已知的多通道发射系统中，通常经由RF驱动端口将RF功率信号提供给RF线圈布置，所述RF驱动端口连接至RF线圈布置的个体共振器元件。所述RF线圈布置可以是所谓的鸟笼式共振器，其包括与主磁场的垂直轴平行布置的多个横档（rung），其中，所述鸟笼式共振器围绕被成像的身体部分。在这种情况下，所述RF驱动端口连接至所述鸟笼式共振器的两个或更多个横档。双通道发射MR系统通常使用两个独立的RF发射链及放大器，从而将RF功率信号施加至所述线圈布置的RF驱动端口上。能够单独地控制施加至不同RF驱动端口的RF功率，以便优化RF场的均匀性（所谓的RF匀场）。

结果，利用RF匀场的不同成像任务具有来自所述双通道中的每个的不同RF功率需求。因此，双通道匀场能够导致RF线圈布置的两个RF驱动端口处的显著非对称的功率需求。非对称的程度取决于需要对其内的RF场均匀性进行优化的解剖结构，并且还取决于所需的匀场的程度。通常，多通道发射系统之内的RF功率放大器具有相等的功率容量。然而，功率需求中出现的非对称性导致所述RF功率放大器中的一个完成大部分工作，而另一RF功率放大器则处于空闲状态的状况。