專利名稱：磁共振成像設備的制作方法
技術領域：
本發明的示例性實施例涉及一種被配置為用于通過使用磁共振圖像來對各種疾病進行診斷的磁共振成像設備。
背景技術：
通常，醫學成像設備是被配置為通過獲得患者的信息來提供圖像的設備。醫學成像設備包括X射線設備、超聲波診斷設備、計算機層析成像設備以及磁共振成像設備。在上述醫學成像設備中，磁共振成像設備在允許圖像拍攝的相對自由條件的同時提供具有各種診斷信息和強對比度的圖像，從而在醫學圖像診斷中占有重要位置。磁共振成像(MRI)是指通過使用對人體無害的磁場以及作為非電離輻射的射頻(RF)在氫原子核中產生核磁共振現象來獲得原子核的密度和生理化學特征的圖像。詳細地，磁共振成像設備是被配置為用于通過將恒定頻率以及能量提供給原子核從而對原子核施加恒定磁場并且將從原子核發射的能量轉換為信號來對人體內部進行診斷的圖像診斷設備。由于構成原子核的質子被提供有旋轉角動量和磁偶極子，因此當將磁場施加到質子時，質子按照磁場的方向排列，并且原子核執行針對磁場的方向的進動(precession)。通過這樣的進動，可通過核磁共振現象獲得人體的圖像。

發明內容
因此，本公開的一方 面在于提供一種設置有以下部件的磁共振成像設備:RF接收器，具有被配置為通過將磁共振信號解調到基帶來執行數字信號處理的波譜儀；電能產生模塊，被配置為通過使用從RF發送線圈施加到對象的RF脈沖來產生將供給到RF接收器的電能。將在接下來的描述中部分闡述本公開另外的方面，還有一部分通過描述將是清楚的，或者可以經過本公開的實施而得知。根據本公開的一方面，一種具有磁體組件的磁共振成像設備的射頻(RF)接收器，所述RF接收器包括RF接收線圈、RF放大器和電能產生器。RF接收線圈可被配置為接收從對象產生的磁共振信號。RF放大器可被配置為放大從RF接收線圈接收的磁共振信號。電能產生器可被配置為通過接收從磁體組件的RF發送線圈組件施加的RF脈沖來產生電能。電能產生器可被配置為將電能供給到RF放大器。電能產生器可包括取能線圈、電能存儲器和電能供給調節部件。取能線圈可被配置為通過接收從RF發送線圈組件施加的RF脈沖來產生電能。電能存儲器可被配置為存儲從取能線圈產生的電能。電能供給調節部件可被配置為調節存儲在電能存儲器中的電能的供給。RF接收器還可包括:波譜儀，可被配置為對由RF放大器放大的信號執行數字信號處理。
波譜儀可包括:模擬數字(AD)轉換器。AD轉換器可被配置為將由RF放大器放大的信號轉換為數字信號。處理器可被配置為通過解調將由AD轉換器轉換的數字信號轉換為基帶信號。處理器還可被配置為通過控制電能產生器來調節對RF放大器的電能供給。處理器可被配置為控制在電能產生器處設置的電能供給調節部件的電能供給的時間，從而當由RF放大器放大磁共振信號時將電能供給到RF放大器。根據本公開的另一方面，一種磁共振設備包括RF發送線圈組件和RF接收器。RF發送線圈組件可被配置為將RF脈沖施加到對象。RF接收器可被配置為接收從對象產生的磁共振信號，并且RF接收器設置有被配置為通過接收從RF發送線圈組件施加的RF脈沖來產生電能的電能產生器。電能產生器可包括取能線圈、電能存儲器和電能供給調節部件。取能線圈可被配置為通過接收從RF發送線圈組件輸出的RF脈沖來產生電能。電能存儲器可被配置為存儲由取能線圈產生的電能。電能供給調節部件可被配置為調節存儲在電能存儲器中的電能的供給。從電能產生器產生的電能可被發送到構成RF接收器的每個部件。RF接收器可包括RF接收線圈、RF放大器和波譜儀。RF接收線圈可被配置為接收從對象產生的磁共振信號。RF放大器可被配置為放大從RF接收線圈接收的磁共振信號。波譜儀可被配置為對由RF放大器放大的信號執行數字信號處理。波譜儀可包括模擬數字(AD)轉換器和處理器。AD轉換器可被配置為將由RF放大器放大的信號轉換為數字 信號。處理器可被配置為通過解調將由AD轉換器轉換的數字信號轉換為基帶信號。磁共振設備還可包括發送器和接收器。發送器和接收器可被配置為以無線方式將經過波譜儀進行了數字信號處理的信號發送到計算機系統。根據本公開的磁共振成像設備設置有包括在RF接收器中的波譜儀，從而可增強SNR (信號噪聲比)，因此可增強圖像質量。在一個示例性實施例中，提供了一種具有磁體組件的磁共振成像設備的射頻(RF)接收器，所述RF接收器包括:RF接收線圈，被配置為接收從對象產生的磁共振信號；RF放大器，被配置為放大從RF接收線圈接收的磁共振信號；電能產生器，被配置為通過接收從磁體組件的RF發送線圈組件輸出的RF脈沖來產生電能。在另一個示例性實施例中，提供了一種磁共振設備，包括:射頻(RF)發送線圈組件，被配置為將RF脈沖施加到對象；RF接收器，被配置為接收從對象產生的磁共振信號，并且RF接收器設置有被配置為通過接收從RF發送線圈組件輸出的RF脈沖來產生電能的電能產生器。在一個示例性實施例中，提供了一種通過射頻(RF)發送線圈組件輸出RF脈沖的磁共振成像設備的RF接收器，所述RF接收器包括:RF線圈，接收磁共振信號；預放大器，放大接收的磁共振信號；電能產生器，接收RF脈沖，將接收的RF脈沖轉換為電能，并將電能輸出到預放大器。電能產生器可包括:線圈，接收RF脈沖并將接收的RF脈沖轉換為電能；電能存儲器，存儲電能；電能輸出部件，將存儲的電能輸出到預放大器。
RF接收器還可包括:處理器，控制電能輸出部件，從而電能在預放大器的放大接收的磁共振信號的操作過程中被供給預放大器。


通過下面結合附圖對示例性實施例進行的描述，本公開的這些和/或其它方面將會變得清楚和更易于理解，其中:圖1是根據本公開的一個示例性實施例的磁共振成像設備的框圖。圖2是示出根據本公開的一個示例性實施例的磁共振成像設備的外觀的示圖。圖3是由X軸、y軸和z軸劃分的放置對象的空間的示圖。圖4和圖5是示出圖1的RF接收器的結構的示圖。
具體實施例方式現在，將詳細參照本公開的示例性實施例，其示例在附圖中示出，其中，相同的標號始終表不相同的部件。圖1是根據本公開的一個示例性實施例的磁共振成像設備的框圖。參照圖1，根據本公開的一個示例性實施例的磁共振成像設備包括磁體組件40、用于控制磁體組件40的操作的控制器20、終端10 (例如，用戶操作部件)以及計算機系統50。磁體組件40包括形成靜態磁場(即，B0磁場)的主磁體41 (即，靜態磁場單元)、在靜態磁場中形成梯度的梯度線·圈組件42 (即，梯度線圈)、施加RF脈沖以激勵原子核的RF發送線圈組件43以及從原子核接收磁感應信號的RF接收器44 (例如，RF接收線圈)。控制器20包括靜態場控制器21和脈沖序列控制器22，其中，靜態場控制器21被配置為控制由主磁體41形成的靜態磁場的強度和方向，脈沖序列控制器22被配置為設計(即，形成)脈沖序列并根據設計的脈沖序列控制梯度線圈組件42和RF發送線圈組件43。根據本公開的一個示例性實施例的磁共振成像設備包括用于將梯度信號施加到梯度線圈組件42的梯度控制器31以及用于將RF信號施加到RF發送線圈組件43的RF發送器32，從而隨著脈沖序列控制器22控制梯度控制器31和RF發送器32來調節在靜態磁場上形成的梯度以及施加到原子核的RF脈沖。終端10可從用戶接收關于磁共振成像設備的全部操作的控制命令，具體地，接收針對掃描序列的命令，并且脈沖序列可因此產生。終端10可包括控制操縱臺11和顯示器12，其中，控制操縱臺11被設置用于管理員對系統進行操作，顯示器12被配置為通過顯示控制狀態和磁共振圖像而用于使用戶對對象200的健康狀況進行診斷。終端10通過鏈路連接到計算機系統50。計算機系統50可包括彼此通過背板總線(backplane)進行通信的多個模塊。所述多個模塊包括圖像處理模塊53、存儲器模塊52和CPU模塊51。計算機系統50可鏈接到具有圖像數據和程序的存儲器的盤存儲器設備和磁帶驅動器。圖2是示出根據本公開的一個示例性實施例的磁共振成像設備的外觀的示圖，圖3是由X軸、y軸和z軸劃分的放置對象的空間的示圖。參照圖2，磁體組件40被設置為具有空的內部空間的圓柱形，所述內部空間被稱為腔部分。躺在傳送部件210 (即，患者臺)上的對象200被放置到腔部分中以獲得磁共振信號。如圖1中所解釋的，磁體組件40包括主磁體41、梯度線圈組件42、RF發送線圈組件43和RF接收器44。可將主磁體41設置為具有圍繞腔部件的周圍的線圈的形式，并當將電流施加到主磁體41時，恒定靜態磁場形成在磁體組件40內部，即，形成在腔部分，靜態磁場的方向總體上與磁體組件40的同軸方向平行。當靜態磁場形成在腔部分時，對象的原子(即，氫原子的核)按照靜態磁場的方向排列，并執行圍繞靜態磁場的方向的進動。原子核的進動速度可被表示為進動頻率，這樣的頻率被稱為拉莫爾(Larmor)頻率，所述拉莫爾頻率可被表示為如下等式1:[等式I]ω = γΒ0這里，ω表示拉莫爾頻率，Y表示比例常數，Btl表示外部磁場的強度。比例常數根據原子核的類型而變化，外部磁場的強度單位是特斯拉T或高斯G，進動頻率的單位是Hz。例如，在外部磁場為IT時，氫質子被提供大約42.58MHz的進動頻率，由于人體的所有元素中占最大比例的元素是氫，故MRI通過使用氫質子的進動來獲得磁共振信號。梯度線圈組件42通過在腔部分形成的靜態磁場產生梯度來形成梯度磁場。如圖3所示，與從對象200的頭到腳的縱向方向平行的軸，即，與靜態磁場的方向平行的軸可被設置為z軸，與沿著對象200的橫向方向平行的方向可被設置為X軸，與垂直方向平行的軸可被設置為I軸。 為了獲得三維空間信息，需要關于X軸、I軸和z軸中的每一個的梯度磁場，因此梯度線圈組件42包括三對梯度線圈。z軸梯度線圈形成z軸方向的梯度，并隨著施加到z軸梯度線圈的電流變得越強，形成的梯度磁場具有越大的梯度，并且具有更大梯度的梯度磁場的形成使得能夠進行薄切片(thin slice)的選擇。因此，z軸梯度線圈用于切片的選擇。由X軸梯度線圈產生的梯度磁場被配置為提供對象200的X軸方向的空間位置，并且梯度磁場用于頻率編碼。此外，由y軸梯度線圈產生的梯度磁場主要用于相位編碼。梯度線圈組件42連接到梯度控制器31，梯度控制器31被配置為根據從脈沖序列控制器22發送的控制信號將驅動信號施加到梯度線圈組件42以產生梯度磁場。通過控制梯度線圈組件42的三個梯度線圈，梯度控制器31可設置有三個驅動電路。如上所述，通過外部磁場排列的原子核以拉莫爾頻率執行進動，并且多個原子核的磁化強度(magnetization)的矢量和可被表達為凈磁化強度M。難以測量凈磁化強度M的z軸分量，并且僅可檢測到Mxy。因此，為了獲得磁共振信號，需要在XY平面上呈現凈磁化強度M，這被稱為原子核的激勵，并且為了激勵原子核，需要將在原子核的拉莫爾頻率上調諧的RF脈沖施加到靜態磁場。為了激勵在對象200內部的原子核，RF發送線圈組件43在靜態磁場空間產生射頻磁場。下面將射頻磁場的產生稱為RF脈沖的施加。RF發送線圈組件43連接到RF發送器32，并且RF發送器32根據從脈沖序列控制器22發送的控制信號將驅動信號施加到RF發送線圈組件43以發射RF脈沖。RF發送器32可包括調制電路和RF功率放大器，其中，調制電路被配置為將射頻輸出信號調制為脈沖信號，RF功率放大器被配置為放大脈沖信號。作為主要用于從原子核獲得磁共振信號的目的的方法，提出自旋回波脈沖序列。當RF發送線圈組件43施加RF脈沖時，在施加第一 RF脈沖之后，如果以時間間隔Λ t再次施加一次RF脈沖，則在另一時間間隔At之后在原子核發生強橫向磁化強度，這樣，能夠獲得磁共振信號。上述脈沖被稱為自旋回波脈沖序列，且用于在第一 RF脈沖之后發生磁共振信號所花費的時間稱為時間回波“ TE ”。質子翻轉的程度可由質子從所述質子翻轉之前所處的軸運動的角度來表達，通過翻轉的程度，質子翻轉的程度·可表達為90° RF脈沖和180° RF脈沖。圖4和圖5是示出圖1的RF接收器44的結構的示圖。RF接收器44被配置為接收原子核發射的磁共振信號。參照圖4和圖5，RF接收器44包括RF接收線圈60和RF預放大器61，其中，RF接收線圈60被配置為接收原子核發射的磁共振信號，RF預放大器61被配置為放大從RF接收線圈60接收的磁共振信號。由于原子核發射的磁共振信號弱，故磁共振信號在RF預放大器61被放大大約50dB和IOOdB之后經歷信號處理過程。此外，RF接收器44包括波譜儀62，波譜儀62被配置為對通過RF預放大器61放大的信號執行數字信號處理。波譜儀62包括AD轉換器(模擬到數字轉換器)63和數字基帶處理器64，其中，AD轉換器63被配置為將通過RF預放大器61放大的信號轉換為可由計算機處理的數字信號，數字基帶處理器64被配置為通過對RF帶的磁共振信號進行調制來將所述磁共振信號轉換為基帶信號。可經由有線通信方法或無線通信方法來發送通過RF預放大器61發送到波譜儀62的信號。在通過發送器和接收器65 (例如，發送/接收部件)之后，如上通過波譜儀62轉換為寬帶信號的信號按照無線方式被發送到計算機系統50。此外，RF接收器44包括電能產生模塊66,該電能產生模塊66在不例性實施例中以硬件實現。電能產生模塊66 (B卩，電能產生器)可包括取能線圈67、電能存儲器68和電能供給調節部件69 (在示例性實施例中以硬件實現)，其中，取能線圈67被配置為接收由RF發送線圈組件43輸出的RF脈沖以產生電能，電能存儲器68被配置為存儲由取能線圈67產生的電能，電能供給調節部件69被配置為將存儲在電能存儲器68中的電能傳遞到RF接收器44的每個部件并控制RF接收器44的每個部件。取能線圈67被配置為通過接收發射到對象200以激勵原子核的RF脈沖來產生電倉泛。也就是說，不單獨從外部接收用于產生電能所需的能量，通過使用從作為磁共振成像設備的激勵部件的RF發送線圈組件43施加到對象200的RF脈沖來產生電能。由取能線圈67產生的電能存儲在電能存儲器68中，并且可通過采用本領域中通常已知的各種配置來實現電能存儲器68。為了將存儲在電能存儲器68中的電能傳遞到RF接收器44的每個部件，電能供給調節部件69調節電能的供給。可通過數字基帶處理器64來調節電能供給調節部件69的驅動。由電能產生模塊66產生的電能被主要供給到消耗大量電能的RF預放大器61。數字基帶處理器64可通過控制電能供給調節部件69的電能供給的時間來調節供給到RF預放大器61的電能供給，從而當由RF預放大器61放大磁共振信號時將電能供給到RF預放大器61。以下，將描述具有電能產生模塊66的RF接收器44的操作。當由RF發送線圈組件43將RF脈沖施加到對象200以激勵原子核時，在由設置在RF接收器44的電能產生模塊66中的取能線圈67接收RF脈沖的一部分的同時，RF脈沖激勵原子核，并且由取能線圈67接收的RF脈沖用于電能產生。由取能線圈67產生的電能存儲在電能存儲器68中。RF接收器44的RF接收線圈60接收從由RF脈沖激勵的原子核發射的磁共振信號，并且RF預放大器61放大由RF接收線圈60接收的磁共振信號。此時，電能產生模塊66的電能供給調節部件69將電能供給到RF預放大器61，從而可放大弱磁共振信號。通過將由RF預放大器61放大的信號發送到AD轉換器63來將所述信號轉換為數字信號，并通過數字基帶處理器64，將RF帶的磁共振信號解調為基帶信號。通過發送器和接收器65按照無線方式將已這樣經歷數字信號處理過程的信號發送到計算機系統50。雖然已經示出和描述了本公開的一些示例性實施例，但是本領域技術人員應理解，在不脫離由權利要求及其等同物限定范圍的本公開的原理和精神的情況下，可對這些實施例做出改變 。
權利要求
1.一種具有磁體組件的磁共振成像設備的射頻(RF)接收器，所述RF接收器包括: RF接收線圈，被配置為接收從對象產生的磁共振信號； RF放大器，被配置為放大從RF接收線圈接收的磁共振信號；以及電能產生器，被配置為通過接收從磁體組件的RF發送線圈組件輸出的RF脈沖來產生電能。
2.如權利要求1所述的RF接收器，其中，電能產生器被配置為將電能供給到RF放大器。
3.如權利要求1所述的RF接收器，其中，電能產生器包括: 取能線圈，被配置為通過接收從RF發送線圈組件輸出的RF脈沖來產生電能； 電能存儲器，被配置為存儲從取能線圈產生的電能；以及 電能供給調節部件，被配置為調節存儲在電能存儲器中的電能的供給。
4.如權利要求1所述的RF接收器，還包括: 波譜儀，被配置為對放大的磁共振信號執行數字信號處理。
5.如權利要求4所述的RF接收器，其中，波譜儀包括: 模擬數字(AD)轉換器，被配置為將放大的磁共振信號轉換為數字信號；以及 處理器，被配置為通過解調將數字信號轉換為基帶信號。
6.如權利要求5所述的RF接收器，其中，處理器還被配置為通過控制電能產生器來調節對RF放大器的電能供給。·
7.如權利要求6所述的RF接收器，其中，處理器被配置為控制設置在電能產生器中的電能供給調節部件的電能供給的時間，從而當由RF放大器放大磁共振信號時將電能供給到RF放大器。
8.一種磁共振設備,包括: 射頻(RF)發送線圈組件，被配置為將RF脈沖施加到對象；以及RF接收器，被配置為接收從對象產生的磁共振信號，并且RF接收器設置有被配置為通過接收從RF發送線圈組件輸出的RF脈沖來產生電能的電能產生器。
9.如權利要求8所述的磁共振設備，其中，電能產生器包括: 取能線圈，被配置為通過接收從RF發送線圈組件輸出的RF脈沖來產生電能； 電能存儲器，被配置為存儲由取能線圈產生的電能；以及 電能供給調節部件，被配置為調節存儲在電能存儲器中的電能的供給。
10.如權利要求9所述的磁共振設備，其中，從電能產生器產生的電能被發送到RF接收器的RF預放大器。
11.如權利要求8所述的磁共振設備，其中，RF接收器包括: RF接收線圈，被配置為接收從對象產生的磁共振信號； RF放大器，被配置為放大從RF接收線圈接收的磁共振信號；以及 波譜儀，被配置為對放大的磁共振信號執行數字信號處理。
12.如權利要求11所述的磁共振設備，其中，波譜儀包括: 模擬數字(AD)轉換器，被配置為將放大的磁共振信號轉換為數字信號；以及 處理器，被配置為通過解調將數字信號轉換為基帶信號。
13.如權利要求11所述的磁共振設備，還包括:發送器和接收器，被配置為以無線方式將數字信號發送到計算機系統。
14.一種通過射頻(RF)發送線圈組件輸出RF脈沖的磁共振成像設備的RF接收器，所述RF接收器包括: RF線圈，接收磁共振信號； 預放大器，放大接收的磁共振信號；以及 電能產生器，接收RF脈沖，將接收的RF脈沖轉換為電能，并將電能輸出到預放大器。
15.如權利要求14所述的RF接收器，其中，電能產生器包括: 線圈，接收RF脈沖并將接收的RF脈沖轉換為電能； 電能存儲器，存儲電能；以及 電能輸出部件，將存儲的電能輸出到預放大器。
16.如權利要求15所述的RF接收器，還包括:處理器，控制電能輸出部件，從而電能在預放大器放大接收的磁共振信號的操作過程中被供給預放大器。
全文摘要
一種設置有RF接收器的磁共振成像設備，所述RF接收器具有電能產生器，所述電能產生器被配置為通過從RF發送線圈組件施加到對象的RF脈沖來產生將被供給到RF接收器的電能，所述磁共振成像設備包括RF接收器，所述RF接收器設置有RF發送線圈組件和電能產生器，其中，RF發送線圈組件被配置為將RF脈沖施加到對象以激勵原子核，電能產生器被配置為通過接收由RF發送線圈組件施加的RF脈沖來產生電能。
文檔編號A61B5/055GK103239229SQ20131005080
公開日2013年8月14日 申請日期2013年2月8日 優先權日2012年2月8日
發明者李龍錫, 權寧哲, 金俊守, 趙赫來 申請人:三星電子株式會社