采用由多個單元線圈構成的多線圈的并行磁共振成像的制作方法

專利名稱：采用由多個單元線圈構成的多線圈的并行磁共振成像的制作方法
背景技術：
本發明涉及磁共振成像，用于獲得基于物體自旋的磁共振現象的物體的MR(磁共振)圖象，尤其是涉及一種在由RF線圈接收的MR信號被輸入到一用于接收的信號處理裝置時的信號或線圈的切換技術。
本發明的一個優選實施例是一種在多個單元線圈所接收MR信號被輸入到一用于接收的信號處理裝置時的信號或線圈的切換技術，所述多個單元線圈包括多線圈，作為接收RF線圈。這樣的多線圈稱為相位線圈陣列(PAC)。另一個優選實施例是將上述切換技術應用于快速MR成像，其使用前述的多線圈以便以更高的速度成像(下文中，這樣的成像稱為并行MR成像)。
(相關技術)磁共振成像可以概括為一種成像技術，憑借該技術，一種置于固定磁場內的物體的原子核自旋受到施加于物體上的具有拉莫爾頻率的射頻信號的磁激勵，且受激感生的MR信號被用于重建圖象。
在這種磁共振成像的領域內，一種特別令人感興趣的成像技術是快速成像，近年來對其的研究很活躍。其中一個快速成像的例子是使用包括多個RF線圈(稱為單元線圈)的多線圈來完成。這樣的快速成像一般被稱為“并行MR成像”。按照過去的觀點，并行MR成像也被稱為多線圈快速成像、一種PPA(部分并行采集)技術或是一種子編碼技術。
并行成像實際上可以被簡化地應用在不同類型的方案中。在早期階段，有以下方案提出，(1)“Carlson J.W.and Minemura T.，通過多接收線圈獲得數據及重建圖象來縮短成像時間，MRM 29681-688，1993”以及(2)“Ra J.B.and Rim C.Y.，使用多探測器子編碼數據裝置的快速成像，MRM30142-145，1993。”另外，從早期方案改進而來的其他一些成像方案也被提出。這樣的成像方案包括一種SMASH技術，由(3)“Sodikson D.K.and ManningW.J.，空間諧波的同時獲得(SMASH)使用RF線圈陣列的快速成像，MRM 38591-603，1997”或其它方案提出；還有一種SENSE技術，由(4)“Pruessman K.P.，Weiger M.，Scheidegger M.B.，and Boesiger P.，SENSE用于快速MRI的靈敏編碼，MRM 42952-962，1999”提出；以及一種基于(5)“M.A.Griswold，P.M.Jakob，M.Nittka，J.W.Goldfarb and A.Haase，使用定域靈敏度的部分并行成像(PILS)，ISMRM 2000，p.273.”的技術。
雖然方案之間有少許區別，但并行成像的基本概念是一樣的。就是說，包括多個RF線圈(單元線圈)的多線圈用于從這些RF線圈同時接收MR信號，而獨立的圖象數據根據被每個單元線圈接收的回波信號而產生。如果通過多個線圈同時完成接收，則每個RF線圈的編碼次數減小到一個通過以RF線圈的數量除用于圖象再現的預定編碼次數而計算出的量。因此，每個RF線圈的圖象的FOV(檢測的區域)變小，從而使掃描時間縮短。
然而，這會引起每幅圖象邊緣的重疊現象(或稱為周邊扭曲)。為了消除這種情況，通過利用多個RF線圈的靈敏度彼此不同這一事實，并行MR成像采用去重疊處理，作為對于從每個RF線圈獲得的多個圖象的后處理。實際上，去重疊處理過程執行時利用了每個RF線圈的空間靈敏度圖。
由于物體的尺寸和/或電負荷不同會使空間靈敏度圖發生改變，每當一名新的病人被檢測，校準數據就會被頻繁的獲得和更新。由于這種原因，在經過多個病人后繼續使用校準數據并不受歡迎。獲得校準數據的技術包括一種“獨立掃描技術”在檢查之間進行與主掃描無關的靈敏度圖掃描，以及一種“自校準技術”將獲得靈敏度圖的掃描附加地合并到每次主掃描內。
去重疊處理后的多幅圖象然后被組合為一幅最終圖象，FOV覆蓋其全部期望區域。因此，這種并行MR成像使得掃描過程變快(即快速成像)，以及提供諸如覆蓋整個腹部的圖象的寬幅圖象成為可能。
另外，可以這樣歸納前述參考文獻(1)至(5)中的成像技術，參考文獻(1)和(3)提供的成像技術專用于特殊形狀的單元線圈，而參考文獻(2)提供的技術依賴于單元線圈的形狀。參考文獻(4)建議的成像技術是從參考文獻(2)建議的成像技術發展而來。參考文獻(5)提供的技術基于組合平方和圖象，這只在特殊的情況下是穩定的。
并行MR成像領域的最新趨勢是提高將被使用的單元線圈(RF線圈)的數量Ncoil，以滿足日益增長的快速成像的需要。通常，單元線圈的數量越多，安裝在處理所接收MR信號所需的接收裝置內的通道的數量Nch就越多。只有Nch的數量等于或大于Ncoil的數量，被單元線圈檢測的信號才能被各自輸入接收裝置。
但是，由于提高通道的數量Nch會導致制造MRI系統的成本提高是眾所周知的事實，通道的數量Nch在實際MRI系統內會受到限制。盡管單元線圈的適當安排通常依賴于成像條件(尤其是編碼方向和FOV的大小)。如果沒有正確的安排，圖象質量會因為SNR的減少或人為現象而惡化，或是導致成像條件受限。此外，當通道數量增加時，應當在接收裝置內處理的數據量也會變大，數據處理所需時間被迫變長。
在被檢測對象的腹部接受并行磁共振成像的情況下，專用于腹部的RF線圈沿身體腹部和背部表面放置。換句話說，一對腹部專用的RF線圈排列在被檢測對象腹部周圍。例如，腹部專用的RF線圈是多線圈，其最好形成由一8字形線圈和一環形線圈結合構成的QD(正交檢測)線圈。
這樣，為了利用單個QD線圈來實施并行MR成像，最優選的是將用于成像的相位編碼方向設置在從被檢測對象的背部至被檢測對象的腹部的方向上。因為，當并行成像充分地運行時，需要將多個單元線圈轉移到相位編碼方向上。例如，相位編碼方向對一個特殊方向的限制會導致嚴重的成像條件限制，這樣就會引起成像不能優先地顯示出被檢測對象體內的器官和血流狀態的問題。

發明內容
本發明的目的是克服前述的各種問題，其主要目的是提供一種MR信號接收裝置，其中包括有一種能夠以簡單的方式來運行并行MR成像的RF線圈，以及一種其中使用所述MR信號接收裝置的磁共振成像系統。
本發明一個具體目的是，在使用包括多個單元線圈的多線圈來實現并行磁共振成像的情況下，可以在不同成像條件下以有效的方式提供高質量MR圖像，而無需增加接收通道的數量。
本發明進一步的具體目的是，在使用包括多個單元線圈的多線圈來實現并行磁共振成像的情況下，提高設置諸如相位編碼方向的成像條件的自由度。
本發明另一個具體目的是，提供一種能夠任意地將組成RF接收線圈的多個單元線圈分配給接收機內的一個或多個接收通道的線圈連接單元，以及一種包括這種線圈連接單元的磁共振成像系統。
為了實現上述目的，根據本發明的一方面，提供了一種信號接收裝置，包括一個用于接收MR信號的由多個單元線圈組成的接收線圈；以及一用于響應于成像條件來切換多個單元線圈所接收MR信號的接收狀態的切換組件。這種配置例如有利于并行MR成像的實施。
例如，所述切換組件包含有一個用于響應于成像條件來將從多個單元線圈到接收器的MR信號的輸出路徑連接到接收器內接收通道的器件，所述接收通道的數量小于單元線圈的數量。因此，為了實施并行MR成像，即使接收通道的數量少于單元線圈的數量，被單元線圈檢測的信號也可被接收機以一種穩定的方式處理。因此，隨著接收電路的規模和復雜程度受到抑制，較少質量損失的MR圖象可以通過較低圖像質量來獲得，并高效地響應不同成像條件。
例如，成像條件為用于并行MR成像的條件。優選地是，切換組件包括組合單元，其被配置為將來自多個線圈的MR信號組合為與接收通道的數量相應的信號，并將組合后的信號輸出到接收器。切換組件可能包括被配置為只將一部分由多個單元線圈輸出的MR信號輸出到接收器的單元。優選地是，成像條件至少是相位編碼方向以及并行MR成像的檢測區域中的一個。更優選地是，多個單元線圈中至少有一個單元線圈包括QD(正交檢測)線圈。
根據本發明的另一方面，切換組件被配置為選擇性地將多個單元線圈切換為按照成像條件預定的多種組合線圈模式中的一種模式。這種選擇配置能夠增加設置多個單元線圈的方向的數量，并能夠提高設計諸如相位編碼方向的成像條件的自由度。
例如，多種組合線圈模式是包括第一和第二組合線圈模式的兩種類型。例如，成像條件被提供為并行MR成像中的相位編碼方向。
更優選的是，多線圈是一包括兩個單元線圈的QD線圈，其中設置第一組合線圈模式，以將QD線圈中的兩個單元線圈中的一個設置為一8字型線圈，并設置第二組合線圈模式，以將兩個單元線圈中的這一個單元線圈設置為兩個環形線圈。
另外，優選的是切換組件包括可依照控制信號切換到交叉內部通路或平行內部通路的切換器件，所述切換器件設置在8字型線圈的線圈環路之間的交叉區域處。例如，切換組件還包括在第二組合線圈模式期間內被配置為將QD線圈中的其余單元線圈切換為關斷狀態的器件。
根據本發明的另一方面，提供了一種MR成像接收線圈，包括多個接收單元線圈；以及一切換組件，其被配置為可選擇性地將多個單元線圈切換為按照成像條件預定的多種組合線圈模式中的一種。
仍然根據本發明的另一方面，提供了一種磁共振成像系統，其包括包括多個用于接收MR信號的單元線圈的接收多線圈；用于處理來自單元線圈的MR信號的接收電路；以及用于響應成像條件來切換從多個單元線圈到接收電路的MR信號輸出路徑的切換組件。
優選地是，切換組件包括被配置為允許多個單元線圈選擇性地連接到接收通道的線圈連接單元，其中所述線圈連接單元包括都連接到多個單元線圈的多個輸入端；連接到接收通道的輸出端；多個連接/斷開選擇開關，其每一個都連接到多個輸入端，且被配置為選擇單元線圈到或從線圈連接單元所執行的連接方案的連接或斷開狀態；都連接到多個連接/斷開選擇開關，且被配置為允許單元線圈選擇性的連接到接收通道的多個通道選擇開關；連接到輸出端，且被配置為將來自多個單元線圈中的指定單元線圈的信號相加的加法器，所述來自指定線圈的MR信號通過連接/斷開選擇開關和通道選擇開關被分派到同一個接收通道；以及被配置為按照成像條件來切換連接/斷開選擇開關和通道選擇開關的切換控制組件。
此外，本發明還單獨提供一種以上述方式配置的線圈連接單元。


在附圖中圖1是功能性地示出根據本發明實施例的磁共振成像系統的方框圖；圖2示出了根據本發明第一實施例的多線圈包含的單元線圈的排列狀態，以及對被單元線圈檢測的信號進行切換和組合的情況；圖3示出第一實施例的磁共振成像系統的開關組合器的電路圖；圖4功能性地解釋了圖2所示的多線圈的單元線圈的一種切換與組合狀態；
圖5功能性地解釋了圖2所示的多線圈的單元線圈的另一種切換與組合狀態；圖6解釋一個采用傳統方式的多線圈來檢測信號的實例，用于對比性地描述根據第一實施例的磁共振成像系統的操作和優點；圖7解釋另一個采用傳統方式的多線圈來檢測信號的例子，用于對比性地描述第一實施例的磁共振成像系統的操作和優點；圖8是示出對第一實施例中所使用開關組合器的第一種改進的電路圖；圖9圖示出由圖8所示的開關組合器實現的不同類型切換與組合模型；圖10圖示出由圖8所示的開關組合器實現的另一種切換與組合模型；圖11是示出第一實施例中所使用開關組合器的第二種改進的電路圖；圖12A至12C是示出第一實施例中所使用開關組合器的第三種改進的方框圖；圖13A至13C圖示出根據本發明第二實施例的磁共振成像系統所使用多線圈的單元線圈的排列；圖14示出圖13所示的多線圈所檢測的信號的一種切換和組合狀態；圖15示出圖13所示的多線圈所檢測的信號的另一種切換和組合狀態；圖16進一步示出圖13所示的多線圈所檢測的信號的另一種切換和組合狀態；圖17是根據本發明第三實施例的磁共振系統內的一種MR信號接收裝置的輪廓圖，并且示出了構成QD線圈(多線圈)的單元線圈的排列狀態，以及由所述裝置中的單元線圈檢測的信號的一種切換和組合狀態；圖18是應用在第三實施例中的一種電子開關的結構；圖19是一用作電子開關的開關元件的實際結構；圖20A和20B解釋每種開關模式的電子開關的功能；圖21A和21B是電子開關的每種開關模式的等效電路圖；圖22是根據第三實施例改進的電子開關的電路圖；圖23A和23B示出第三實施例的另一種改進，其中為電子開關的每種開關模式示出了電子開關的設置位置；圖24是描述根據本實施例的磁共振成像系統所使用軀干線圈陣列的配置的透視圖；
圖25A至25C是解釋第四實施例中所使用的各種軀干線圈陣列的線圈連接模式的透視圖；圖26是示出用于選擇軀干線圈陣列的理想線圈連接模式的方案的流程圖；圖27是解釋一種第四實施例可實施的并行MR成像方案的流程圖；圖28是解釋另一種第四實施例可實施的并行MR成像方案的流程圖；以及圖29是解釋另一種第四實施例可實施的并行MR成像方案的流程圖；具體實施方式
以下將參照附圖詳述根據本發明的MR信號接收裝置和磁共振成像(MRI)系統的各個實施例。(第一實施例)以下將參照附圖1至7詳細描述根據本發明的MR信號接收裝置和磁共振成像系統的第一實施例進行。
在此實施例中，磁共振成像系統將實施并行MR成像，其中所述的磁共振成像系統功能性地包括MR信號接收裝置。
以下參照圖1描述了根據本發明實施例的磁共振成像系統的全部配置。
此成像系統被配置為利用用于MR圖象的多線圈來實施并行MR成像。如圖1所示，該系統包括作為成像被檢測對象的患者P躺的病床、用于產生一靜態磁場的靜態場產生部分、用于給靜態磁場增加位置信息的梯度磁場產生部分、用于發射和接收射頻(RF)信號的發射/接收部分以及用于控制整個系統和圖象重建的控制/計算部分。
固定磁場產生部分包括一磁體1，它比如是一超導型和一靜態電源2，用于給磁體1提供電流。因此，磁體1在一軸向(在系統中的直角坐標系中對應于Z軸方向)上在一圓柱孔內(作為一診斷空間)內產生一靜態磁場H0，所述的被檢測對象P被安置在該圓柱孔內以成像。
病床包括一床面14T，被檢測對象P躺在上面，而且床面14T可被插入磁體1的孔中，從而使得床面可借助病床操縱單元14D的幫助而收回。病床操縱單元14D能夠響應一下述主計算機6發出的操縱信號，結果是床面14T能夠沿著它的縱向(即，Z軸方向)運動。作為一種模式，患者P將沿著床面14T的縱向躺在床面14T上。
梯度磁場產生部分包括與磁體1合為一體的一梯度單元線圈4G。梯度單元線圈4G具有三對(種)x-線圈，y-線圈以及z-線圈(沒有示出)，其用于產生在X-軸，Y-軸和Z-軸方向上，即在磁體1的互為直角的物理軸向上的強度變化的磁場梯度。這種梯度磁場產生部分還包括一梯度電源4，用于給x-線圈，y-線圈以及z-線圈提供電流。在一下述的定序器5的控制下，這種梯度電源4提供給x線圈-，y-線圈和z-線圈脈沖電流，以產生磁場梯度。
由梯度電源4提供給x-線圈、y-線圈和z-線圈的脈沖電流是受控的，因此可被在三個物理軸向(就是X-，Y-，和Z-向)上改變強度的磁場梯度是相互合成的。這種合成可能使得在切片方向上產生一切片磁場梯度Gs，在相位編碼方向上產生一相位編碼磁場梯度Ge，并在讀出方向上產生一讀出(頻率編碼)磁場梯度Gr，這樣梯度Gs、Gc和Gr可被有選擇性地規定和任意改變強度。切片、相位編碼和讀出方向是邏輯軸方向，它們也是互為直角的。產生于邏輯軸方向上的磁場梯度Gs、Ge和Gr疊加在靜態磁場Ho上。
所述發送/接收部分包括一用作射頻(RF)線圈的總體(WB)線圈7T，其被放置在位于磁體1內的診斷空間中的被檢測對象P附近，以及一用于接收的多線圈7R。此部分還包括一發射器8T和一接收器8R，它們與線圈7T和7R構成通路。
在只有線圈7T被單獨安裝的情況下，總體線圈7T可被同時用于發送和接收信號。同時，多線圈7R作為一接收RF線圈來負責接收信號，而總體線圈7T作為一專用發射RF線圈工作。
形成高S/N線圈的陣列的多線圈7R分別包括多個作為單元線圈的RF線圈7a至7d。在本實施例中，總共4個RF線圈7a至7d被用于提供4個通道。每個RF線圈7a(至7d)形成一圓型表面線圈，并具有一適當地確定的直徑，從而使得全部4個RF線圈7a至7d(即四通道RF線圈)就沿著被檢測對象P覆蓋出一個期望的檢測區域(FOV)。
實際上，如附圖2所示，四通道RF線圈7a至7d在本實施例中是按照三維來布置的，這使得它們形成一沿X-Z表面的矩形FOV。來自各個RF線圈7a至7d的輸出被單獨發送到接收器8R內。
另外，圖1圖示出多線圈7包括沿著被檢測對象P身體表面排列的四通道RF線圈7a至7d的情況。但是，多線圈7R并不僅限于這種表面線圈布置的結構，其有可能由多個線圈或QD(正交檢測)線圈構成。作為修改，多線圈7R可附加于病床或直接安排在患者P身上。
發射器8T和接收器8R都受控于定序器5，這將在以下描述。發射器8T將具有拉莫爾頻率的射頻脈沖電流提供給總體線圈7T，以使被檢測對象P內的磁自旋產生核磁共振(NMR)。接收器8R接收總體線圈7T或多線圈7R檢測到的一回波信號(RF信號)，并生成回波數據(稱為未加工數據或原始數據)。
實際上，如圖1所示，接收器8R包括一總體線圈接收單元和一多線圈接收單元。
所述總體線圈接收單元裝備了一連接到總體線圈7T的雙工器81，一連接到雙工器81的前置放大器82，以及用于從前置放大器82接收接收信號的一接收電路83。所述的雙工器81也與發射器8T耦合。
傳送時，雙工器81允許來自發射器8T的發射驅動脈沖被送到總體線圈7T，接收時，雙工器81將總體線圈7T所檢測到的回波信號提供給前置放大器82。所述的前置放大器82用于對所接收的回波信號進行前置放大，并將放大的信號送到接收電路83。在接收電路83對處理過的信號執行A/D切換以產生回波數據(稱為未加工數據或原始數據)之前，接收電路83對輸入的回波信號進行不同類型的信號處理，例如中頻切換、相位檢測、低頻放大以及濾波。
另一方面，多線圈接收單元包括一開關組合器84，以接收來自四通道RF線圈7a至7d的回波信號。在此接收單元中，在開關組合器84的輸入端上，四個前置放大器85A至85D分別被插入從四RF線圈7a至7d的輸入路徑內。因此，緊跟著回波信號被RF線圈7a至7d接收，在被發送到開關組合器84之前，所述信號將經受前置放大，例如增益放大。
開關組合器84響應來自主計算機的一開關控制信號SCsig，這樣開關組合器能夠具有可選擇地將四通道輸入信號(回波信號)交換和組合為兩通道信號的功能。為了實現這一功能，如下所述，開關組合器84由具有開關陣列和模擬加法器的電子開關電路配置。這些開關例如是以結型晶體管或場效應型晶體管制造的，這樣開關就可以響應開關控制信號SCsig的控制而進行開關切換。
實際上，如圖3所示，所述開關組合器84具有四個輸入端IN1至IN4，以及兩個輸出端OUT1至OUT2。所述四個輸入端IN1至IN4分別經過前置放大器85A至85D耦合于四個RF線圈7a至7b，而所述兩個輸出端OUT1和OUT2耦合于接收電路86A和86B(例如，兩個接收通道)。
開關SW109、SW209、SW309和SW409分別連接到輸入端IN1至IN4，它們執行與每個RF線圈7a至7d問的連接和斷開。
當每個開關SW109、SW209、SW309和SW409處于導通狀態時，一已到達輸入端IN1(至IN4)的信號被通過所述的已導通開關發送到一特定的接收通道(接收電路)。相反，當每個開關SW109、SW209、SW309和SW409處于斷開狀態時(例如其內部端子接地)，所述開關會阻止信號發送到接收器108R，從而使得沒有信號會被發送到接收器108R。受控開關SW109至SW409響應于開關控制信號SCsig，使得選擇一個或多個用于獲得回波信號的RF線圈成為可能。相反，上述開關技術允許選定一個或多個去除信號延遲的RF線圈。
開關SW109的一個輸出端連接到一單輸入和雙輸出型的開關SW110的輸入端。開關SW110的雙輸出端的一個連接到另一開關SW101的雙輸入端的一個，這樣構成了一雙輸入和單輸出類型。開關SW101的另一輸入端接地，同時其輸出端連接到一四輸入型加法器PC1的第一輸入端。
同樣，開關SW110另外的輸出端連接到另一開關SW201的雙輸入端的一個，這樣構成了一雙輸入和單輸出類型。開關SW201的另一輸入端接地，同時其輸出端連接到另一四輸入型加法器PC2的第一輸入端。
因此，控制開關SW110的操作使得將來自RF線圈7a的信號通過輸入端IN1分配給輸出端OUT1或OUT2，即接收通道1或2成為可能。
開關SW209的一個輸出端連接到一單輸入和雙輸出型開關SW210的輸入端。開關SW210的雙輸出端的一個連接到另一開關SW102的雙輸入端的一個，這樣構成了一雙輸入和單輸出類型。開關SW102的另一輸入端接地，其輸出端同時連接到一四輸入型加法器PC1的第二輸入端。
同樣，開關SW210另外的輸出端連接到另一開關SW202的雙輸入端的一個，這樣構成了一雙輸入和單輸出類型。開關SW202的另一輸入端接地，其輸出端同時連接到另一四輸入型加法器PC2的第二輸入端。
因此，控制開關SW210的操作使得將來自RF線圈7b的信號通過輸入端IN2分配給輸出端OUT1或OUT2，即接收通道1或2成為可能。
此外，開關309的一個輸出端連接到一單輸入和雙輸出型開關SW310的輸入端。開關SW310的雙輸入端的一個連接到另一開關SW103的雙輸入端的一個，這樣構成了一雙輸入和單輸入類型。開關SW103的另一輸入端接地，其輸出端同時連接到一四輸入型加法器PC1的第三輸入端。
同樣，開關SW310另外的輸出端連接到另一個開關SW203的雙輸入端的一個。開關SW203的另一輸入端接地，同時輸出端連接到另一四輸入類型的加法器PC2的第三輸入端。
因此，控制開關SW310的操作使得將來自RF線圈7c的信號通過輸入端IN3分配給輸出端OUT1或OUT2，即接收通道1或2成為可能。
此外，開關409的一個輸出端連接到一單輸入和雙輸出型開關SW410的輸入端。開關SW410的雙輸出端的一個連接到另一開關SW104的雙輸入端的一個，這樣構成了一雙輸入和單輸出類型。開關SW104的另一輸入端接地，其輸出端同時連接到一四輸入型加法器PC1的第四輸入端。
同樣，開關SW410另外的輸出端連接到另一開關SW204的雙輸入端的一個，這樣構成了一雙輸入和單輸出類型。開關SW204的另一輸入端接地，其輸出端同時連接到另一四輸入型加法器PC2的第四輸入端。
因此，控制開關SW410的操作使得將來自RF線圈7d的信號通過輸入端IN4分配給輸出端OUT1或OUT2，即接收通道1或2成為可能。
加法器PC1和PC2的輸出端分別連接到輸出端OUT1和OUT2。
因此，控制開關SW109和SW110的開關操作允許輸出端IN1接地，或是連接到加法器PC1或PC2。控制開關SW209和SW210的開關操作允許輸出端IN2接地，或是連接到加法器PC1或PC2。控制開關SW309和SW310的開關操作允許輸出端IN3接地，或是連接到加法器PC1或PC2。此外，控制開關SW409和SW410的開關操作允許輸出端IN4接地，或是連接到加法器PC1或PC2。
每個加法器PC1和PC2都可以模擬的方式將其輸入信號彼此相加，并向每個輸出端OUT1和OUT2提供累加后的模擬信號。
開關組合器84的操作響應指示第一開關模式或第二模式的開關控制信號SCsig。當開關控制信號SCsig指示第一開關模式時，開關組合器84將來自第一/第二通道RF線圈7a和7b(例如，進入輸入端IN1和IN2的回波信號)的回波信號彼此以模擬方式相加，并以一輸出信號“A”(例如，一到輸出端OUT1的信號)輸出其累加后的信號，與此同時，開關組合器84將來自第三/第四通道RF線圈7c和7d(例如，進入輸入端IN3和IN4的回波信號)的回波信號彼此以模擬方式相加，并以一輸出信號“B”(例如，一到輸出端OUT2的信號)輸出其累加后的信號。
當開關控制信號SCsig指示第二開關模式時，開關組合器84將來自第一/第三通道RF線圈7a和7c的回波信號(例如，進入輸入端IN1和IN3的回波信號)彼此以模擬方式相加，并以一輸出信號“A”(例如，一到輸出端OUT1的信號)輸出其累加后的信號，與此同時，開關組合器84將來自第二/第四通道RF線圈7b和7d的回波信號(例如，進入輸入端IN2和IN4的回波信號)彼此以模擬方式相加，并以一輸出信號“B”(例如，一到輸出端OUT2的信號)輸出其累加后的信號。
從開關組合器84輸出的組合后的兩通道信號分別被發送到接收電路86A至86B。如上所述，每個接收電路86A和86B都對輸入信號進行不同類型的信號處理，包括中頻變換、相位檢測、低頻放大和濾波，在對處理過的信號執行A/D切換之前產生回波數據。如上所述，信號在每個接收電路86A或86B內經歷預定接收處理，并被發送到主計算機6。
此外，控制/計算部分包括上述的定序器5、主計算機6、存儲器11、顯示單元12以及輸入裝置13。
其中，主計算機6基于安裝在其內的內存或存儲器11的一軟件程序的進程運行。特別地，除了對系統的全部操作進行管理之外，所述軟件程序允許主計算機6向定序器5提供關于與并行MR成像有關的預掃描和成像掃描的脈沖排序信息。此外，在該程序的控制之下，主計算機6產生前述的符合由一操作者在例如輸入裝置13的幫助下規定的成像條件的開關信號。所產生的開關控制信號被送入開關組合器84，其授權系統具有各種功能。這些功能包括可選擇地開關/組合由多線圈7R中的RF線圈7a至7d所檢測到的回波信號的功能、推測多線圈7R的RF線圈7a至7d的靈敏度的功能、通過利用回波信號實現重建處理的而計算圖象數據的功能，以及控制病床驅動單元14D的驅動器的功能。所述成像條件包括關于并行MR成像的相位編碼方向、位置、大小以及FOV形狀的信息。
基于脈沖序列信息的掃描用于獲得重建圖象所需要的一組回波數據的理想數量。脈沖序列用于完成三維(3D)掃描或是二維(2D)掃描。由這種掃描使用的脈沖序列可以基于SE(自旋回波)技術、FSE(快速SE)技術、FASE(快速非對稱SE；也稱為“半傅立葉FSE技術”)技術、EPI(回波平面成像)技術、FE(場梯度回波)技術，FFE(快速FE)技術、分段FFE技術等來實現。FASE技術依靠FSE技術和半傅立葉技術的相互組合來實現。
包含有CPU和內存的定序器5能夠存儲來自主計算機6的脈沖序列信息。基于這些脈沖序列信息，定序器5負責控制一系列由梯度電源4、發射器8T以及接收器8R進行的操作。脈沖序列信息包括按照期望的脈沖序列來操作梯度電源4、發射器8T以及接收器8R所需的全部信息。這樣的信息包括應當被應用于x-、y-和z-線圈的脈沖電流的強度、持續時間以及操作時限。
通過并行MR成像重建與合成的圖象顯示在顯示單元12上，而它們的數據被存儲在存儲器11內。所期望的成像條件、所期望的脈沖序列以及與圖象的合成與差別計算相關的信息通過由操作者操作的輸入裝置13輸入到主計算機6。
現在將對根據實施例的磁共振成像系統所實施的并行MR成像的操作和優點進行描述，其中主要關注開關組合器84的操作。
現在假定由包括在如圖2所示布置的多線圈內的RF線圈7a至7d執行并行MR成像。
作為一個實例，主計算機6確定包含在借助輸入裝置13所確定的成像條件中的相位編碼方向是X-軸方向還是Z-軸方向。
如果指定X-軸為用于并行MR成像的相位編碼方向，則主計算機6向開關組合器84提供指示第一開關模式的開關控制信號SCsig。這使得開關組合器84不僅能夠將來自作為第一和第二通道的RF線圈7a和7b的回波信號相互累加，從而將相加后的模擬信號以一輸出通道信號“A”輸出，而且可以將來自作為第三和第四通道的RF線圈7c和7d的回波信號相互累加，從而將相加后的模擬信號以一輸出通道信號“B”輸出。
上述對從RF線圈7a至7d檢測到的回波信號的合成在功能上等同于利用RF線圈“1+2(；由線圈7a+7b構成)和RF線圈“3+4(；由線圈“7c+7d”構成)所進行的雙通道信號采集，如圖4所示，這用于沿相位編碼方向(這種情況下是X-軸方向)覆蓋一個需要的FOV(檢測區域)。
同時，在指定Z-軸為相位編碼方向時，主計算機6向開關組合器84提供指示第二開關模式的開關控制信號SCsig。這使得開關組合器84不僅能將來自作為第一和第三通道的RF線圈7a和7c的回波信號相互累加，從而將相加后的模擬信號以一輸出通道信號“A”輸出，而且可以將來自作為第二和第四通道的RF線圈7b和7d的回波信號相互累加，從而將相加后的模擬信號以一輸出通道信號“B”輸出。
上述對從RF線圈7a至7d檢測到的回波信號的合成在功能上等同于利用RF線圈“1+3(；由線圈7a+7c構成)和RF線圈“2+4(；由線圈“7b+7d”構成)所進行的雙通道信號的采集，如圖5所示，這是用于沿相位編碼方向(這種情況下是Z-軸方向)覆蓋一個需要的FOV(檢測區域)，。
如上所述，在并行MR成像基于已知的技術運行之前，都是首先通過開關組合器84來選擇第一或第二開關模式的。
為了使本實施例所采用的開關和組合技術的功能特性更為清楚，現結合圖6和7對常規多線圈的布置進行解釋。
圖6所示的多線圈包括四個RF線圈1至4，如前述實施例中一樣。但是，被RF線圈1至4檢測到的回波信號作為接收信號A至D發送到一接收器，而無需經過任何組合處理。圖中沒有示出的接收器具有四通道接收處理系統(例如接收電路)，以分別處理來自RF線圈1至4的回波信號。在這種線圈處理的情況下，通過可能會被指定為X-軸或是Z-軸方向的相位編碼方向，單元線圈的數量Ncoil應該與接收通道的數量Nch相等，這是不同于本實施例的。換言之，接收器內接收處理通道的數量應該是四個，這就使得接收器電路的結構變得更加復雜且尺寸也會變大，由此增加了制造成本。
此外，圖7所示的多線圈由排列在X-軸方向的兩個橢圓型表面線圈(RF線圈)1和2構成。由所述表面線圈檢測到的回波信號不經過任何組合處理即被作為接收信號A和B發送到一接收機中。該接收機(沒有示出)具有分別處理接收信號A和B的雙通道接收處理系統。在這種情況下，只有具有相位編碼方向被設置為X-方向的并行MR成像是容許的。換言之，其不便利之處在于，如果相位編碼方向為Z-軸方向，則無法實施并行MR成像。
上述通常遇到的不便利之處和問題可以通過使用本實施例中的結構加以解決。
尤其是在本實施例中，即使在接收機中通道的數量Nch小于包含在多線圈7R中的RF線圈7a至7d的數量(例如，單元線圈的數量Ncoil)(Nch＜Ncoil)時，在確保盡可能彼此獨立地檢測兩個回波信號的條件下，RF線圈可被兩個兩個地組合，以接收雙通道信號。
因為可以保持Nch＜Ncoil這種關系，那么即使排列了大量的單元線圈也無需增加接收機中通道的數量，從而避免了系統結構變大和復雜化。也避免了因增加接收通道的數量而導致的系統制造成本的提高。
此外，相位編碼方向指定的自由度可以提高，從而使的相位編碼方向可被設置在X-軸方向和Z-軸方向上。除了使用便利的改進外，這還將使得相位編碼方向的設置取決于被成像器官的位置和特性，以及被觀察的血液流動方向成為可能。因此，提高了成象性能，允許并行MR成像提供更高質量的MR圖象以及更多的檢查信息。
雖然，在上述實施例的接收器8R內是在開關組合器84之前設置了前置放大器85A至85D，但前置放大器85A至85D也可被在開關組合器84之后設置。作為選擇，前置放大器85A至85D被設置在開關組合器84(在加法器之前或之后)內也是可能的。
以下將對上述的第一實施例中的開關組合器84的不同修改進行描述。
<第一實施例的第一種改進>
參照圖8和9，以下為對開關組合器84的第一種改進所作的說明。
開關組合器84具有將包括在諸如多線圈7R的一RF接收線圈中的多個單元線圈任意連接到接收機8R中的多個接收通道的功能。所述RF接收線圈并不僅限于前述的多線圈7R，任何RF接收線圈都是可以接受的，只要其具有多個單元線圈。
雖然接收器8R能夠具有一單接收通道或多個接收通道，但以下將相對于具有多個接收通道的配置來解釋這種改進。開關組合器84可以構造為通過使用連接器來連接到RF接收線圈和接收器8R。
圖8示出了按照這種改進的開關組合器84的結構。開關組合器84具有多個輸入端IN1至IN4，所述輸入端連接到一RF接收線圈的多個單元線圈，以及多個輸出端OUT1至OUT4，所述輸出端連接到接收機8R的多個接收通道。除了這些端子外，開關組合器84還具有能夠任意控制多個輸入端IN和多個輸出端OUT之間的連接，即多個單元線圈和多個接收線圈之間的連接的功能。連接包括不同類型的連接模式，例如每個連接通道分別連接到一單元線圈的一對一模式、每個連接通道連接到任何兩個或多個單元線圈的一對多模式，以及其中規定一個或多個接收通道不與任何單元線圈連接的非連接模式。如下所述，開關組合器84可被配置為使單元線圈完全自由地連接到接收通道。盡管輸入端IN和輸出端OUT的數量可以在設計時任意設定，但以下將這種改進示為四個輸入端、四個輸出端。
換言之，開關組合器84具有四個輸入端IN1至IN4，以及四個輸出端OUT1至OUT4。一RF接收線圈中的多個單元線圈分別連接到輸入端IN1至IN4，與此同時，接收機8R中的多個接收電路分別連接到輸出端OUT1至OUT4。
為了控制單元線圈的連接和斷開，每個電子開關SW109、SW209、SW309和SW409與每個輸出端IN1至IN4相耦合。每個開關SW109(至SW409)例如都可以使用結型晶體管或場效應型晶體管來制造。下述的各種其它電子開關也可以采用與開關SW109至SW409同樣的方式制成。在連接到每個開關SW109(至SW409)的連接端時，進入每個輸入端IN1(至IN4)的信號被通過開關SW109(至SW409)發送到接收器8R的接收通道。相反，當連接到開關SW109(至SW409)的接地觸點時，該信號就會被發送到地而不是發送到接收器8R。即，這些電子開關SW109、SW209、SW309和SW409允許開關組合器84選擇將被使用的單元線圈，或是指定將不被使用的單元線圈。
開關SW109的單輸出端連接到另一電子開關SW110的一單輸入端。所述開關SW110具有兩個輸出端，其中一個連接到另一電子開關SW111的單輸入端。開關SW110的另一輸出端連接到另一電子開關SW112的單輸入端。以分級方式相互連接的所述三個開關SW110、SW111和SW112的切換使得一在輸入端IN1處接收的信號被送到四個輸出端OUT1至OUT4的任意一個，即接收器8R的任何一個通道成為可能。
開關SW209的單輸出端連接到另一電子開關SW210的一單輸入端。此開關SW210具有兩個輸出端，其中一個連接到另一電子開關SW211的單輸入端。開關SW210的另一輸出端連接到另一電子開關SW212的一單輸入端。以分級方式相互連接的所述三個開關SW210、SW211和SW212的切換使得一在輸入端IN2處接收的信號被送到四個輸出端OUT1至OUT4中的任意一個，即接收器8R的任一通道成為可能。
開關SW309的單輸出端連接到另一電子開關SW310的一單輸入端。此開關SW310具有兩個輸出端，其中一個連接到另一電子開關SW311的單輸入端。開關SW310的另一輸出端連接到另一電子開關SW312的一單輸入端。以分級方式相互連接的所述三個開關SW310、SW311和SW312的切換使得一在輸入端IN3處接收的信號被送到四個輸出端OUT1至OUT4中的任意一個，即接收器8R的任一通道成為可能。
開關SW409的單輸出端連接到另一電子開關SW410的一單輸入端。此開關SW410具有兩個輸出端，其中一個連接到另一電子開關SW411的單輸入端。開關SW410的另一輸出端連接到另一電子開關SW412的一單輸入端。以分級方式相互連接的所述三個開關SW410、SW411和SW412的切換使得一在輸入端IN4處接收的信號被送到四個輸出端OUT1至OUT4中的任意一個，即接收器8R的任一通道成為可能。
同時，輸出端OUT1至OUT4分別連接到加法器PC1至PC4。
因此，輸入端IN1通過上述四個開關SW109至SW112的切換可以選擇性地接地，或是連接到加法器PC1至PC4中的任何一個。輸入端IN2通過上述四個開關SW209至SW212的切換可以選擇性地接地，或是連接到加法器PC1至PC4。輸入端IN3通過上述四個開關SW309至SW312的切換可以選擇性地接地，或是連接到加法器PC1至PC4。輸入端IN4通過上述四個開關SW409至SW412的切換可以選擇性地接地，或是連接到加法器PC1至PC4。
每個加法器PC1、PC2、PC3和PC4被配置為具有四個輸入端，并將輸入的信號以模擬方式進行相互累加，且將相加后的信號提供給每個輸出端OUT1至OUT4。
在圖8中，每個與輸入端IN1、IN2、IN3和IN4相關的參考標記CH-11，CH-21，…，CH-12，CH-22，…，CH-13，CH-23，…，CH-14，CH-24，…，CH-44表示其通道連接到與輸出端OUT1、OUT2、OUT3和OUT4相關的同樣的參考標記所指示的通道。
至于圖8所示的開關組合器84的結構，其輸入端和輸出端的數量都為四個，以下將對于用于將單元線圈連接到接收通道的一些典型變化進行描述。通過切換上述電子開關來改變模式，以響應來自主計算機6的開關控制信號SCsig。
在圖9中，由(a)至(d)指示的模式表示四個輸入端IN1至IN4中的一個連接到輸出端OUT1。實際上，圖9的(a)表示的模式是在其它三個開關SW209、SW309和SW409接地的情況下，通過切換開關SW109至它的連接端(非地)，以及切換后面的開關SW110和SW111到它們的CH-11端來實現的。開關SW110、SW111和SW112的切換允許一輸入端IN1處的信號被發送到任一輸出端OUT。
圖(9)的(b)表示的模式是在其它三個開關SW109、SW309和SW409接地的情況下，通過切換開關SW209至它的連接端(非地)，以及切換后面的開關SW210和SW211到它們的CH-12端來實現的。圖9的(c)和(d)所表示的模式也是以同樣的方式來實現的。
由(e)至(g)所指示的模式表示四個輸入端IN1至IN4中的任意兩個分別連接到兩個輸出終端OUT1和OUT2。圖9的(e)所表示的模式是在切換開關SW109和SW209到其連接端的情況下，在其余的兩個開關SW309和SW409都接地時，切換開關SW109之后的開關SW110S和SW111到它們的CH-11端，并切換開關SW209之后的開關SW210和SW211到它們的CH-22端來實現的。因此，切換開關SW110、SW111和SW112允許一輸入端IN1處的信號被發送到任一輸出端OUT。同樣，切換開關SW210、SW211和SW212允許一輸入端IN2處的信號被發送到任一輸出端OUT。
圖9的(f)表示的模式是在切換開關SW209和SW309到其連接端的情況下，在其余兩個開關SW109和SW409都接地時，切換開關SW209之后的開關SW210和SW211到它們的CH-12端，并切換開關SW309之后的開關SW310和SW311到它們的CH-23端來實現的。
圖9的(g)表示的模式是在切換開關SW309和SW409到其連接端的情況下，在其余兩個開關SW109和SW209都接地時，切換開關SW309之后的開關SW310和SW311到它們的CH-13端，并切換開關SW409之后的開關SW410和SW411到它們的CH-24端來實現的。
由(h)至(j)指示的模式表示四個輸入端IN1至IN4中的任意兩個處的信號被相互累加，以被發送到信號輸出端OUT1。其中，圖9的(h)表示的模式是通過切換開關SW109和SW209到它們的連接端，將其余兩個開關SW309和SW409接地，切換開關SW109之后的開關SW110和SW111到它們的CH-11端，并切換開關SW209之后的開關SW210和SW211到它們的CH-12端來實現的。
圖9的(i)內表示的模式是通過切換開關SW209和SW309到它們的連接端，將其余兩個開關SW109和SW409接地，切換開關SW209之后的開關SW210和SW211到它們的CH-12端，并切換開關SW309之后的開關SW310和SW311到它們的CH-13端來實現的。
圖9的(j)表示的模式是通過切換開關SW309和SW409到它們的連接端，將其余兩個開關SW109和SW209接地，切換開關SW309之后的開關SW310和SW311到它們的CH-13端，并切換開關SW409之后的開關SW410和SW411到它們的CH-14端來實現的。
此外，圖9的(k)至(1)指示的模式表示四個輸入端IN1至IN4中的任意三個分別連接到三個輸出端OUT1，OUT2和OUT3。其中，圖9的(k)表示的模式是通過切換開關SW109、SW209和SW309到它們的連接端，將余下的一個開關SW409接地，切換開關SW109之后的開關SW110和SW111到它們的CH-11端，切換開關SW209之后的開關SW210和SW211到它們的CH-22端，并切換開關SW309之后的開關SW310和SW311到它們的CH-33端來實現的。
圖9的(1)表示的模式是通過切換開關SW209、SW309和SW409到它們的連接端，將余下的一個開關SW109接地，切換開關SW209之后的開關SW210和SW211到它們的CH-12端，切換開關SW309之后的開關SW310和SW311到它們的CH-23端，并切換開關SW409之后的開關SW410和SW411到它們的CH-34端來實現的。
圖9的(m)至(n)內的模式表示四個輸入端IN1至IN4中的任意三個處的信號相互累加，以被發送到信號輸出端OUT1。其中，圖9的(m)表示的模式是通過切換開關SW109、SW209和SW309到它們的連接端，將余下的一個開關SW409接地，切換開關SW109之后的開關SW110和SW111到它們的CH-11端，切換開關SW209之后的開關SW210和SW211到它們的CH-12端，并切換開關SW309之后的開關SW310和SW311到它們的CH-13端來實現的。
圖9的(n)表示的模式是通過切換開關SW209、SW309和SW409到它們的連接端，將余下的一個開關SW109接地，切換開關SW209之后的開關SW210和SW211到它們的CH-12端，切換開關SW309之后的開關SW310和SW311到它們的CH-13端，并切換開關SW409之后的開關SW410和SW411到它們的CH-14端來實現的。
圖9的(o)內的模式表示四個輸入端IN1至IN4分別連接到輸出端OUT1至OUT4。該模式是通過切換全部開關SW109、SW209、SW309和SW409到它們的連接端，切換開關SW109之后的開關SW110和SW111到它們的CH-11端，切換開關SW209之后的開關SW210和SW211到它們的CH-22端，切換開關SW309之后的開關SW310和SW311到它們的CH-33端，并切換開關SW409之后的開關SW410和SW411到它們的CH-44端來實現的。
圖9的(p)內的模式表示四個輸入端IN1至IN4處的信號相互累加，并被發送到信號輸出端OUT1。該模式是通過切換全部開關SW109、SW209、SW309和SW409到它們的連接端的，切換開關SW109之后的開關SW110和SW111到它們的CH-11端，切換開關SW209之后的開關SW210和SW211到它們的CH-12端，切換開關SW309之后的開關SW310和SW311到它們的CH-13端，并切換開關SW409之后的開關SW410和SW411到它們的CH-14端來實現的。
此外，圖9的(q)和圖10內的模式都表示四個輸入端TN1至IN4中的任意兩個處的信號相互累加，并被發送到輸出端OUT1，與此同時，其余兩個輸入端的信號相互累加，并被發送到輸出端OUT2。其中，圖9的(q)內的模式是通過切換全部開關SW109、SW209、SW309和SW409到它們的連接端，切換開關SW109之后的開關SW110和SW111到它們的CH-11端，切換開關SW209之后的開關SW210和SW211到它們的CH-12端，切換開關SW309之后的開關SW310和SW311到它們的CH-23端，并切換開關SW409之后的開關SW410和SW411到它們的CH-24端來實現的。
圖10內的模式是通過切換全部開關SW109、SW209、SW309和SW409到它們的連接端(on-狀態)，切換開關SW109之后的開關SW110和SW111到它們的CH-11端，切換開關SW209之后的開關SW210和SW211到它們的CH-22端，切換開關SW309之后的開關SW310和SW311到它們的CH-13端，并切換開關SW409之后的開關SW410和SW411到它們的CH-24端來實現的。順便提及，為了實現四輸入和兩輸出開關/組合的配置，可以任意選擇使用哪兩個加法器(也就是哪兩個輸出端)。圖10表示使用兩個加法器PC1和PC2，即兩個輸出端OUT1和OUT2的配置情況。
在每個加法器PC1至PC4到四個輸入端的途中，如圖3所示的配置情況那樣，分別提供了四個電子開關SW101至SW104(SW201到SW204，SW301到SW304，或SW401到SW404)，以將輸入信號分別切換為接通或斷開。在上述的各個連接模式中，這些開關也受控于來自主計算機6的開關控制信號SCsig。因此，在切換輸入端的末級通道選擇開關SW111、SW112、SW211、SW212、SW311、SW312、SW411和SW412的情況下，開關控制信號SCsig與這些通道的數量相符。
如上所述，圖8所示的開關切換器84的配置能夠處理具有最大四個單元線圈的RF接收線圈和具有最大四個接收線圈的接收器8R。換言之，只要接收RF線圈的單元線圈的數量和接收器的接收通道的數量滿足上述條件，則開關組合器84能夠編排出任意的連接形式。當然，如果接收RF線圈具有大于四個的單元線圈，RF線圈本身也能夠使用，盡管多余的單元線圈是無法用于信號檢測的。
在這種情況下，只要以一個能夠處理更多單元線圈的新裝置將開關組合器84替換掉即可以消除前述的多余線圈無法用于信號檢測的局限性。
<第一實施例的第二種改進>
參見圖11，以下將解釋對開關組合器84的第二種改進。
圖11表示另一種開關組合器84的配置，其中可處理的單元線圈數量是八個，是圖8中所示數量的兩倍。
圖11所示的開關組合器84包含有八個輸入端IN1至IN8和四個輸出端OUT1至OUT4。與輸入端IN1至IN8連接的分別是電子開關SW109、SW209、SW309、SW409、SW509、SW609、SW709及SW809，它們用于實現一個單元線圈與每個開關之間的接通或斷開的切換。
與附圖8中相同，每個開關SW109、SW209、SW309、SW409、SW509、SW609、SW709及SW809的輸出端可以選擇性的連接到四個加法器PC11、PC12、PC13和PC14中的一個的八個輸出端的某一個指定輸出端，這種連接是利用下述分別包含有三個開關的各個開關組來實現的SW110、SW111、SW112；SW210、SW211、SW212；SW310、SW311、SW312；SW410、SW411、SW412；SW510、SW511、SW512；SW610、SW611、SW612；SW710、SW711、SW712；SW810、SW811、SW812。
由上述內容可知，輸入端IN和/或輸出端OUT數量的增加或減少可通過設計上的改變輕易地實現。即，當輸入端IN的數量增加或減少時，則開關以和開關SW109至SW112的同樣的排列模式增加或減少即可。同時，如果輸出端OUT的數量增加或減少，則開關SW109至SW112的層級結構數量隨著增加或減少，而加法器PC的數量也隨著增加或減少。
<第一實施例的第三種改進>
參見圖12A至12C，以下將描述第三種改進的實例。
與沿著被檢測對象身體軸線進行排列不同，包括多個單元線圈CE、CE2、CE3和CE4的一RF線圈排列為環繞在被檢測對象周圍的環形形狀，如圖12A所示。在這種布置中，單元線圈CE1至CE4所接收的信號因信號相位相差90度而彼此不同。因此，如果累加時不采用某種手段進行相位調整的話，這種相位差異就會導致成像質量變差。
為了避免這一問題，一相位移相器被設置在前述的加法器PC的每個輸入路徑上，以便將所有的相位數值調制為同相位。例如，如圖12B所示，如果兩個單元線圈CE1和CE2被以相互垂直的方式放置，一個單元線圈CE2檢測到一信號，其相位比由另一單元線圈CE1檢測到的信號快90度。因此，便將一90度延遲線DL設置在連接到單元線圈CE2的輸入路徑上。
實際上，如果單元線圈CE2是示例性的，如圖12C所示，則一相位移相器PS放置在輸入端IN2和開關209之間。相位移相器PS受其電壓控制，以調整相位數值。這種調整允許單元線圈中的相位得到移相校正。另外，如果被單元線圈檢測到的信號的相位彼此相同，則開關SW221和SW222被切換為選擇一旁路路線，以繞過相位移相器PS。
(第二實施例)參見圖13A至13C直至圖16，從不同類型多線圈檢測到的信號的不同組合和切換的配置用于執行根據第一實施例的并行MR成像。這些配置用于基于被作為成像條件給出的FOV(檢測的區域)的大小來切換和組合信號。
圖13A至13C示出多線圈20的布置，其通道的數量大于第一實施例中描述的四通道。在本實施例中，如圖13C所示，多線圈20由安排在被檢測對象P的成像區域(包括一關注的區域)周圍的二十四個RF線圈(即，二十四個通道)構成。所述RF線圈包括設置在被檢測對象右側的線圈R1至R4，設置在被檢測對象右前方的線圈AR1至AR4，設置在被檢測對象左前方的線圈AL1至AL4，設置在被檢測對象左側的線圈L1至L4，設置在被檢測對象左后方的線圈PL1至PL4，設置在被檢測對象右后方的線圈PR1至PR4。圖13A圖示出了觀察被檢測對象的局部時的線圈排列情況，該局部與被檢測對象的身體軸線垂直，圖13B圖示出每個沿身體軸線的線圈陣列的第一線圈。
如圖14所示，借助實例提供了使用該多線圈20來檢測信號和切換/組合檢測到的信號的配置。為了處理檢測到的信號，這種配置在接收器8R中只具有六通道接收處理電路。為了接收來自二十四個RF線圈的回波信號，開關組合器84設置在接收器8R的輸入端上，其中一對相位移相器90和前置放大器85被逐信道地設置在到開關組合器84的每一輸入路徑上。
如前所述，相位移相器90響應于來自主計算機6的相位控制信號PCsig，控制每個信號的相位，以便使累加的信號彼此同相。如果沒有這樣的相位控制，可能會引起期望的圖象區域的SNR減少。為了避免這種問題，如圖14所示，優選的是每個信號的相位受控于每個單元線圈。當本實施例中有數量巨大的單元線圈時，有可能完成多種類型的信號組合(合成)。對于每種信號組合而言，存在一個最優的相位調整值。因此，相位控制可被這樣執行，即與單元線圈的組合一致，用于最優相位控制的相位控制信號PCsig被從主計算機6發送到每個相位移相器90。
開關組合器84可由任何一個如圖3，8，11所示的前述配置構成。
在圖14所示的配置中，相位編碼方向安排在Z--方向。另外，開關組合器84操作以產生六通道信號1至6。通道1的信號由六個RF線圈AR1、AL1、L1、PL1、PR1和R1檢測到的回波信號累加產生。通道2的信號由三個線圈PR2、R2和AR2檢測到的回波信號累加產生。通道3的信號由三個線圈AL2、L2和PL2檢測到的回波信號累加產生。通道4的信號由三個線圈PR3、R3和AR3檢測到的回波信號累加產生。此外，通道5的信號由三個線圈AL3、L3和PL3檢測到的回波信號累加產生。通道6的信號由六個RF線圈AR4、AL4、L4、PL4、PR4和R4檢測到的回波信號累加產生。
<第二實施例的第一種改進>
如上所述，用于檢測信號和切換/組合信號的第二種改進如圖15所示。所述第二種改進用于具有二十四個RF線圈和只具有四通道接收處理電路的接收機。為了使二十四個RF線圈的回波信號輸入到四通道接收處理電路，開關組合器84被設置在接收機8R的輸入端。在圖15所示的配置中，相位編碼方向安排在X-軸方向。另外，開關組合器84操作以產生四通道信號1至4。通道1的信號由四個RF線圈R1至R4檢測到的回波信號累加產生。通道2的信號由八個線圈AR1至AR4和PR1至PR4檢測到的回波信號累加產生。通道3的信號由八個線圈AR1至AR4和PL1至PL4檢測到的回波信號累加產生。通道4的信號由四個RF線圈L1至L4檢測到的回波信號累加產生。
(第二實施例的第二種改進)用于檢測信號和切換/組合信號的第二種改進如圖16所示，其中帶有二十四個RF線圈以及具有六通道接收處理電路的接收器8R。但是，所述RF線圈是被本地使用，使用的RF線圈的位置按照指定的FOV的位置和大小來確定。圖16單獨示出了一些用于探測的RF線圈。在圖16所示的改進中，只使用了十二個RF線圈，且這些線圈檢測到的回波信號被輸入到六通道接收處理電路。為了完成這種輸入操作，開關組合器84設置在接收機8R的輸入端。在圖16所示的配置中，相位編碼方向安排在Z-軸方向。另外，開關組合器84操作以產生六通道信號1至6。通道1的信號由兩個RF線圈AR2和AR3檢測到的回波信號累加產生。通道2的信號由兩個線圈AL2和AL3檢測到的回波信號累加產生。通道3的信號由兩個線圈L2和L3檢測到的回波信號累加產生。通道4的信號由兩個線圈PL2和PL3檢測到的回波信號累加產生。通道5的信號由兩個線圈PR2和PR3檢測到的回波信號累加產生。另外，通道6的信號由兩個線圈R2和R3檢測到的回波信號累加產生。順便提及，雖然未使用的RF線圈檢測到的回波信號可以被發送到開關組合器84，但是這些信號被開關組合器84刪除。
因此，圖14至16所示的實例揭示了這些用于從包括在多線圈20中的多個RF線圈獲得的回波信號的組合類型可被自由改變，以響應于作為一因素包含在成像條件中的FOV。因此，減少接收通道的數量是可能的，無需準備具有與多線圈中的單元線圈的數量同樣多的數量的接收通道。
本實施例中，與使用全部二十四個單元線圈相比，每個通道的單元線圈的數量減少，從而使得探測的區域變小，但SNR相應地提高。
(第三實施例)參見圖17至21，以下將對根據本發明的MR信號接收裝置的第三實施例進行說明。本實施例中，與前述第一實施例中描述的一致或相同的結構將使用同樣的方法介紹，但省略或簡化了解釋。
第三實施例實質上涉及一MR信號接收裝置，其具有一包括多個單元線圈的接收多線圈，和用于切換由單元線圈基于成像條件檢測到的MR信號的接收狀態的切換組件。所述切換組件包括用于將多個單元線圈從多個按照成像條件預定的組合線圈模式選擇性的切換為一期望模式的組件。
圖17概述了按照本實施例的MR信號接收裝置的配置。這種MR信號接收裝置優選的是用于并行成像，其具有一對用作多線圈的QD(正交檢測)線圈31A和31B。QD線圈31A和31B例如分別布置在患者P腹部的正面和背面。在實施并行成像中，這種排列允許兩個QD線圈31A和31B接收由于響應前述總體線圈7T發送的RF信號的來自被檢測對象P的MR信號。
如圖17所示，每個QD線圈31A(31B)由一與XZ平面平行的表面線圈形成，并包括一8字型線圈41A(41B)和一與線圈41A(41B)空間交疊的環形線圈42A(42B)。QD線圈31A和31B具有同樣的結構，因此以下將僅代表性地解釋一個QD線圈。
8字型線圈41A對檢測來自被檢測對象P成像區域的MR信號的某一方向(例如，X-方向)靈敏。同時，環形線圈42A對檢測與其垂直的方向(例如，Y-方向)靈敏。
8字型線圈41A包括在線圈41A的中央區域相互交叉兩次的線圈部分。一電子開關43設置在線圈的交叉部分。如圖18所示，電子開關43具有四個開關元件43a至43d，用于那里的a至d四個端點的切換。第一端點a與第一和第二開關元件43a和43b的一端相連，而第一和第二開關元件43a和43b的另外一端分別與第三和第四端點c和d相連。第二端點b與第三和第四開關元件43c和43d的一端相連，而第三和第四開關元件43c和43d的另外一端分別與第三和第四端點c和d相連。
鑒于開關元件43a至43d內部的這種連接，例如可由主計算機6提供一開關控制信號。開關元件43a至43d包括電子切換部分，以響應所述開關控制信號。圖18中示出了每個開關元件的結構的一個實例。
對于開關元件43a至43d，由第一和第四開關元件43a和43d組成的一對和由第二和第三開關元件43b和43c組成的另一對以這種方式受控于開關控制信號，即每對的接通和斷開的操作是相反的。尤其是，如圖18所示的它們的開關部分，第一和第四開關元件43a和43d斷開，而第二和第三開關元件43b和43c接通(稱為第一開關模式)。電子開關43在這種受控狀態下變為圖20A所示的等效電路，其中具有一內部交叉信號線連接。相反，當第一和第四開關元件43a和43d接通時，則第二和第四開關元件43b和43c斷開(稱為第二開關模式)。電子開關43在這種受控狀態下變為圖20B所示的等效電路，其中具有一內部平行信號線電路。
如上所述，電子開關43是設置在8字型線圈41A中央的雙交叉部分的。因此，如果實現了提供交叉信號線連接的第一開關模式，則電路中共出現了三個交叉點，這樣正好保持了像8字型線圈一樣的路徑(參見圖21A所示的等效電路圖)。相反，當實現了提供平行信號線電路的第二開關模式時，電路中總共只出現了兩個交叉點。在這種情況下，8字型線圈41A被分成兩個環形線圈44和45，結果是每個環形線圈44(45)變成一獨立磁性線圈(參見圖21B所示的等效電路圖)。
8字型線圈41A的每個環路，即環形線圈44(45)具有一輸出端，其經過一調諧/匹配電路46(47)和一前置放大器48(49)連接到電子開關50(51)。圖1所示的開關組合器84和接收器8R中的前置放大器85A與85B被這些調諧/匹配電路46和47、前置放大器48和49與電子開關50與51所代替。
電子開關50與51響應一來自主計算機6的開關控制信號SCsig，使其得以切換。其中，接收來自環形線圈44的輸出信號的電子開關50屬于單輸入和雙輸出型，其中一個輸出端沒有連線。因此，開關50實質上變成可以開/關的開關。電子開關50的另外的輸出端連接到一沒有示出的接收電路。接收來自另一環形線圈45的輸出信號的電子開關51屬于單輸入和雙輸出型。開關51的一輸出端連接到一沒有示出的接收電路，而另一輸出端連接到QD處理器52的一個輸入端。
安排在QD線圈31A中部的環形線圈42A的輸出端經過一前置放大器53連接到QD處理器52的另一輸入端。環形線圈42A包括一開關部分54，用于在發送RF信號時關斷(接通)環路。
為了使用前述的MR信號接收裝置運行并行MR成像，操作者使用輸入裝置13向此裝置提供期望的成像條件。響應此成像條件，主計算機6輸出一脈沖序列信息和處理命令，這些是并行MR成像所需要的。
當假設包括在成像條件中的關于相位編碼方向的信息指示Y-軸方向時(參見圖17)，主計算機6將發出第一開關模式(如圖20A所示)給電子開關43。這允許QD線圈31A并行保持8字型線圈41A和環形線圈42A。同時，主計算機6使得一個電子開關50切換其內部開關路徑到空置端，并使得另外的電子開關51切換其內部開關路徑到QD處理器52。另一QD線圈31B也經歷相同的控制方式。因為電子開關50同樣處于斷開狀態，所以開關50將會包括在信號檢測內。
所述QD處理器52以模擬的方式對來自8字型線圈41A和環形線圈42A的輸出信號進行相互累加，并輸出一經過QD處理的信號。
因此，只要相位編碼方向安排在Y-軸方向，每個QD線圈31A(31B)就對包括水平和垂直方向的兩個方向的檢測都敏感。即，多個QD線圈31A和31B沿著相位編碼方向出現，這樣可以減少相位編碼次數，這對于獲得一個期望的矩陣大小來說是必要的，所述相位編碼次數可以減小到原來的一半。這樣，并行MR成像使能夠在掃描時間減小一半的情況下完成。另外，因為QD線圈的使用，SNR會提高，這就可以提供更高質量的圖象。
同時，如果作為一個因素包括在指定的成像條件中的相位編碼方向是X方向(參見圖17)，主計算機會給電子開關43發出第二開關模式(如圖20B所示)。這允許QD線圈31A變為排列在X方向上的兩個環形線圈44和45。同時，主計算機6發出沒有示出的開關控制信號到原來的環形線圈42A的開關部分54，以使線圈42A的磁性消失。主計算機6也使得一個電子開關50切換其內部開關路徑到接收電路，并使得另一電子開關51切換其內部開關路徑到接收電路，而不是到QD處理器52。另一QD線圈31B也經受同樣的控制方式。
結果，當脈沖編碼方向安排為X-方向時，每個QD線圈31A(31B)都作為兩個線圈44和45存在，對垂直方向(即Y-軸方向)的檢測敏感。換言之，在被檢測對象身體的前面和背面上，環形線圈44和45出現在沿相位編碼的方向上。這使得相位編碼次數減少到原來的一半成為可能，這是獲得一個期望的矩陣大小所需要的，并使得并行MR成像能夠在掃描時間減小一半的情況下完成成為可能。
常規技術是將QD線圈簡單的排列在被檢測對象的前面和后面。但這會使的相位編碼方向安排在X-軸方向(與第一開關模式相符)的并行MR成像變得困難。因為以高度獨立的檢測方式在X-軸方向上安排兩個或多個單元線圈是不可能的。
但是，第三實施例中的MR信號接收裝置可以提供第二開關模式。因此，第二開關模式下的開關控制可以使得以高度獨立的檢測方式在X軸方向上安排兩個或多個線圈成為可能。在上述實施例中，環形線圈44和45實際上沿X軸方向設置。
如上所述，在圖17所示的一對QD線圈31A和31B設置在成像被檢測對象的腹部和背部上時，相位編碼方向可以設置為任何從多個方向中選定的方向，如X-軸方向和Y-軸方向。因此，決定相位編碼方向的設計自由度提高了，這樣就減輕了操作者設定成像條件的工作量。
下面對第三實施例可能的不同類型的改變進行描述。
第一種修改是關于精確地調整單元線圈的特性曲線的波動。在實現了前述的第一和第二開關模式時，8字型線圈41A分別提供了圖21A和21B所示的等效電路。在每個單元線圈(即8字型線圈或環形線圈)中，以一期望的頻率諧振的條件建立在基于單元線圈周圍電感的電抗和基于單元線圈離散電容的電抗之間。但是，每個單元線圈特性曲線實際上都因為離散電容或其它原因而波動，這樣就有必要精確調整特性曲線的波動。如圖22所示，為了校正這種波動，可以在電子開關43上附加多個微調電容55。
第二種修改涉及到用于控制開關模式的電子開關43的排列位置。在第三實施例中，電子開關43安排在8字型線圈41A的雙交叉部分的中心位置，但排列位置并不僅限于這種布局。如圖23A所示，如果8字型線圈41A中只有一個交叉部分(在第一開關模式中)，也可能如圖23B所示的提供另一交叉部分以形成兩個環形線圈44和45。這樣，電子開關43可以安排在圖23A和23B中虛線圓形的位置處。因此，賦予電子開關43的切換功能與第三實施例中所解釋的是相反的。即，電子開關43改變為，在第一開關模式下變為一平行信號線電路，而在第二開關模式下提供一交叉連接電路。
(第四實施例)參見圖24至29，以下將對本發明第四實施例進行描述。
本實施例提供了一個用于并行MR成像的完整方案，包括按照本發明構成的多線圈的又一實施例、對多線圈中的單元線圈的選擇、怎樣進行這種選擇以及怎樣獲得校準數據(空間靈敏度圖的數據)。
圖24表示一用于被檢測對象腹部成像的8通道軀干線圈陣列101。所述軀干線圈陣列101使用作為單元線圈的表面線圈101a至101h構成一多線圈，其中一些QD表面線圈(例如，兩片)布置在相互垂直的三個方向上。理想的情況是每個表面線圈都做成QD型線圈，因為SNR較高。在本實施例中，表面線圈由QD表面線圈構成。每個QD表面線圈101a(至101h)由一8字型線圈和一矩型線圈構成。
在本實施例中，上下兩個單元線圈內合并了四個QD表面線圈101a至101d(101e至101h)。每個單元線圈都布置于被檢測對象的腹部。軀干線圈陣列101具有對任意部分，包括傾斜部分的成像的相位編碼方向自由選擇的特性。
軀干線圈陣列101的設置代替了圖1內所示的磁共振成像系統的接收RF線圈7R。
現在假定在所述的磁共振成像系統中的接收通道的數量是四個，如圖1所示。在可能的四通道連接中，從臨床角度考慮有價值的典型連接實施例如圖25A至25C所示。基于圖25A中的類型“A”的連接實施例提供了這樣一種配置，即僅合并到上部單元線圈內的四個QD表面線圈101a至101d分別連接到四個接收通道。在這一連接實例中，觀察區域會變窄，但SNR會較高。
基于圖25B中的類型“B”的連接實例提供了這樣一種配置，即在八個QD表面線圈101a至101h中，每對分布在X-軸方向上的兩個QD表面線圈通過開關組合器84相互累加其檢測到的信號，從而產生4個發送到四個接收通道的信號。另外，基于圖25C中的類型“C”的連接實例提供了這樣一種配置，即在八個QD表面線圈101a至101h中，每對分布在Z-軸方向上的兩個QD表面線圈通過開關組合器84相互累加其檢測到的信號，這樣產生4個發送到四個接收通道的信號。“B”型連接實例的SNR比“C”型連接實例的SNR要大。但是，如果橫向(X-軸方向)被安排為相位編碼方向，則實施并行MR成像(例如去重疊處理)就容易失敗，因而在實施并行MR成像時最好不要嘗試獲得頭部圖象。圖25C所示的連接實例雖然在SNR方面比圖25B所示的連接實例稍差，但其可使并行MR成像的相位編碼方向安排在X-軸或是Y-軸方向。因此，圖25C所示的連接實例更適合通常情況下的臨床成像條件所采用。
如上所述，由于軀干線圈陣列101的連接方式具有不同的優缺點，可以根據這些優缺點選擇一期望的連接方式。圖26表示使用圖24所示的軀干線圈陣列的情況下需要的選擇的標準。第一，確定是否應該以狹窄的觀測區域為代價來提高SNR(步驟S1)。如果確定是，則適合采用由“A”型所示的連接到四個接收通道的方式(參見圖25A)。基于這種連接方式的并行MR成像適合于胸部檢查和MRCP(膽胰成像)檢查。
下一步要確定的是將要成像的部分為軸向部分或是矢狀部分(步驟S2)。如果確定是，推薦采用基于“B”型(參見圖25B)的連接到接收單元的方式。使用這種連接方式的并行MR成像例如適合于進行僅使用一個軸成像的肝臟檢查。
然后確定掃描的部分是否包括頭部(步驟S3)。如果這一步確定的結果為是，則基于類型“C”(參見圖25C)的連接到接收通道的方式是合適的。使用這種連接方式的并行MR成像例如適合于進行血管成像(經常用在頭部成像)。
利用圖27到29所示的流程圖，以下將對并行MR成像整個方案的一些實施例進行描述，其中所考慮的是如何選擇前述的軀干線圈陣列101的單元線圈，以及怎樣獲得校準數據。這些流程圖所示的處理過程由一交互式界面實現，所述界面包括圖1所示的主計算機6、輸入裝置13和顯示單元12。
(第一成像方案)
在流程圖27所示的成像方案中，先進行用于定位的預掃描(步驟S11)，然后確定包括期望類型的主掃描成像條件(掃描條件)(步驟S12)。接著設置對于指定類型主掃描而言最適合的一種線圈連接模式(即，從前述的A至C連接類型中進行任意選擇)(步驟13)，并執行包括自校準掃描的并行MR成像(PI)(步驟14)。然后，確定是否期望的主掃描都已完成，如果還有一些主掃描未完成，則重復前述的步驟S12至S14(S15)。
換言之，根據主掃描的每次掃描條件，從圖25A至25C顯示和說明的連接類型中選擇一適當的線圈連接類型。因此，這種成像方案對于執行基于自校準技術的主掃描而言是有效的，其中每次執行主掃描時都需要獲得實施并行MR成像所必需的靈敏度圖。
例如，用于整體檢查的第一成像方案示例如下i)執行引導掃描(例如，掃描相互垂直的三個部分)；ii)執行軸向T1-增強掃描(其中相位編碼方向安排在前-后方向上)；iii)執行軸向T2-增強掃描(其中相位編碼方向安排在前、后方向上)；以及iv)頭部對比MRA掃描(其中相位編碼方向安排在偏左方向上)。
在所述的成像方案中，為以上ii)至iv)項的掃描設置了三種類型主掃描。在步驟S13中選擇和設置的線圈連接類型優選的是，類型B用于執行第ii)項中的掃描，類型B用于執行第iii)項中的掃描，類型C用以執行第iv)項中的掃描，其中在每次成像條件設定后再確定每種類型。對于傾斜成像，基于系統中指定部分的角度(就是傾斜角度和旋轉角度)大于或小于45度的規則，預先判定選擇的連接類型即可。
(第二成像方案)在流程圖28所示的第二成像方案中，根據多種類型主掃描的成像條件來選擇和設置一種最適合的線圈連接模式。優選的是，這一成像方案使用獨立的掃描技術，從而以獨立于所述的主掃描的方式獲得靈敏度圖。
實際上，如圖28所示，首先定義一組要研究的成像方案(S21)，然后根據用于全部主掃描的成像條件來選擇前述的類型A至C中的任一類型來作為最適合的線圈連接模式(步驟S22)。其次，執行定位引導掃描(步驟23)，并執行用于獲得靈敏度圖的預掃描(步驟S24)，且設置成像條件(即掃描條件)，包括指示主掃描類型的信息(步驟25)。然后，執行不包括自校準掃描的并行成像(PI)(步驟26)。最后，確定是否期望的主掃描都已完成，如果還剩有一個或更多主掃描，則重復前述步驟S25和S26(步驟S27)。
例如，用于整體檢查的第二成像方案示例如下i)執行引導掃描(例如，掃描相互垂直的三個部分)；i’)執行用于獲得靈敏度圖的獨立掃描；ii)執行軸向T1-增強掃描(其中相位編碼方向安排在前-后方向上)；iii)執行軸向T2-增強掃描(其中相位編碼方向安排在前-后方向上)；iv)頭部對比MRA掃描(其中相位編碼方向安排在偏左方向上)，其中在第一成像方案上執行的掃描中增加了獨立掃描i’)。
在以上的掃描中，引導掃描i)在步驟S23內執行，用于獲得靈敏度圖的獨立掃描i’)在步驟S24內執行，而掃描ii)至iv)作為主掃描在步驟26內執行，其每次處理過程是重復的。在步驟26中，在每次重復處理過程中執行一次主掃描。
用于臨床檢查的主掃描的基本流程通常預先確定。在這種情況下，優選的是運用獨立掃描技術，從而以獨立于主掃描的方式單獨獲得一靈敏度圖。如果這樣處理的話，就無需在全部主掃描過程中改變軀體干線圈陣列的單元線圈的連接，也避免了對靈敏度圖的重復獲取。因為上述的第二成像方案中包括了獲得軸向圖象和頭部圖象，基于類型C(參見圖25C)的線圈連接模式在所有的主掃描的步驟i)、I’)、ii)、iii)至iv)中都是可用的。
圖29所示的流程圖表示的是第三種成像方案，其中依據用于所有主掃描類型的成像條件來選擇和設置最適合的一種線圈連接模式，而靈敏度圖是通過自校準技術來獲得的。
實際上，如圖29所示，首先定義一組要研究的方案(S31)，然后依據用于全部主掃描的成像條件將最適合的線圈連接模式確定為前述類型A至C中的任一種類型(步驟S32)。其次，執行定位引導掃描(步驟33)。包括指示主掃描類型信息的成像條件(即掃描條件)用于細微調整(步驟34)，然后執行包括自校準掃描的并行成像(PI)(步驟35)。最后，確定是否期望的主掃描都已完成，如果還剩有一個或更多主掃描，則重復前述步驟S34和S35(步驟S36)。
如上所述，第四個實施例能夠提供這樣的配置，即能夠根據每種線圈連接模式合適的線圈特性來選擇和設置一種最適合于主掃描的線圈連接模式。
作為選擇，可以利用多種技術來進行上述的線圈連接模式的選擇和設置。例如，表示關于并行MR成像擴展處理的品質因素的g-圖作為定量技術使用。g-圖是由g-因子組成的圖象，g-因子可以顯示取決于擴展處理的SNR的減少(例如，參見參考文獻“Pruessman K等，SENSE用于快速MRI，MRM的靈敏編碼42952-962，1999)。
一種實際應用是在主掃描之前計算出每個組合單元線圈在主掃描所掃描部分上的g-圖，并選擇線圈的排列，使其能夠將g-圖的最大值(或統計值，如平均值)最小化。例如，在使用獨立掃描技術的情況下，如果多個組合單元線圈的敏感度圖已經預先計算出來，則這種使用g-圖的技術就可在實際中得到簡化。
另外，如上所述，在實際進行臨床檢查時，檢查方案通常局限于一些根據被檢測對象情況而制定的典型方案。例如，普通肝臟檢查常常取決于“選擇單元線圈連接的具體數量”。這樣，確定具體線圈連接類型的過程就會被引入到各個臨床檢查方案中。相反，磁共振成像系統可能具有基于并行MR成像的成像條件來選擇單元線圈的功能，這樣可以讓操作者進行實際的選擇。通常出現在顯示單元上的下拉菜單就可以實現這樣的功能。
雖然以上對各實施例進行了描述，但是本發明并不僅限于這些實施例。本領域技術人員在不脫離本發明范圍的情況下可能會根據從現有技術中獲得的不同的方法對其進行變動或修改。
權利要求
1.一種MR信號接收裝置，包括一被配置為接收MR信號且由多個單元線圈組成的接收多線圈；以及一被配置為響應于成像條件來切換由多個單元線圈接收的MR信號的接收狀態的切換組件。
2.權利要求1的MR信號接收裝置，其中所述切換組件包括一器件，該器件用于響應于成像條件而將MR信號的輸出路徑從所述多個單元線圈連接到一接收機，以及所述接收機內的接收通道，所述接收通道的數量小于所述單元線圈的數量。
3.權利要求2的MR信號接收裝置，其中所述成像條件是用于并行MR成像的條件。
4.權利要求3的MR信號接收裝置，其中所述切換組件包括一組合單元，所述組合單元被配置為將來自所述多個單元線圈的MR信號組合為其數量對應于所述接收通道的數量的信號，并將組合后的信號輸出到所述接收機。
5.權利要求3的MR信號接收裝置，其中所述切換組件包括一被配置為僅將由所述多個單元線圈輸出的MR信號的一部分輸出到所述接收機的器件。
6.權利要求3的MR信號接收裝置，其中所述成像條件至少是相位編碼方向和并行MR成像的檢測區域中的一個。
7.權利要求1的MR信號接收裝置，其中至少一個所述多個單元線圈包括QD(正交檢測)線圈。
8.權利要求1的MR信號接收裝置，其中所述切換組件被配置為選擇性地將所述多個單元線圈從按照所述成像條件預定的多種組合線圈模式切換為一種模式。
9.權利要求8的MR信號接收裝置，其中所述多種組合線圈模式為包括第一和第二組合線圈模式的兩種組合線圈模式。
10.權利要求9的MR信號接收裝置，其中所述成像條件被作為并行MR成像中的相位編碼方向提供。
11.權利要求10的MR信號接收裝置，其中所述的多線圈是由兩個單元線圈組成的QD線圈，其中所述第一組合線圈模式被設置，從而使得所述QD線圈的兩個單元線圈中的一個發展為8字型線圈，且所述第二組合線圈模式被設置，從而使得所述兩個單元線圈中一個發展為兩個環形線圈。
12.權利要求11的MR信號接收裝置，其中所述切換組件包括可根據控制信號切換到交叉內部路徑或是平行內部路徑的開關裝置，所述開關裝置被設置在所述8字型線圈的線圈環路之間的交叉區域處。
13.權利要求12的MR信號接收裝置，其中所述切換組件還包括被配置為在所述第二組合線圈模式期間內將所述QD線圈的其余單元線圈切換到斷開狀態的裝置。
14.權利要求2的MR信號接收裝置，其中所述切換組件包括允許多個單元線圈選擇性地連接到所述接收通道的線圈連接單元，其中所述線圈連接單元包括多個輸入端，每一個所述輸入端都連接到所述多個單元線圈；一個連接到所述接收通道的輸出端；多個連接/斷開選擇開關，每一個所述連接/斷開選擇開關都連接到所述多個輸入端，并被配置為選擇將每一個單元線圈都連接到所述線圈連接單元所執行的連接方案，或是將所述的每一個單元線圈都從所述線圈連接單元所執行的所述連接方案斷開；多個通道選擇開關，每一個所述多個通道選擇開關都連接到所述多個連接/斷開選擇開關，并被配置為允許所述單元線圈選擇性地連接到所述接收通道；以及一加法器，所述加法器連接到所述輸出端，并被配置為將來自所述多個單元線圈中的指定單元線圈的MR信號累加，所述來自指定線圈的MR信號由所述連接/斷開選擇開關和所述通道選擇開關分配給同一接收通道。
15.一種MR成像接收線圈，包括多個接收單元線圈；以及一切換組件，該切換組件被配置為可選擇性地將所述多個單元線圈切換為按照成像條件預定的多種組合線圈模式中的一種。
16.一種磁共振成像系統，包括一接收多線圈，該接收多線圈被配置為包括多個用于接收MR信號的單元線圈；一接收機電路，該接收機電路被配置為處理來自所述單元線圈的MR信號；以及一切換組件，該切換組件被配置為響應于成像條件而切換從所述多個單元線圈到所述接收機電路的MR信號輸出路徑。
17.權利要求16的磁共振成像系統，其中至少一個所述多個單元線圈包括QD(正交檢測)線圈。
18.權利要求17的磁共振成像系統，其中所述切換組件包括一被配置為允許所述多個單元線圈選擇性地連接到所述接收通道的線圈連接單元，其中所述線圈連接單元包括多個輸入端，每一個所述多個輸入端都連接到所述多個單元線圈；一連接到所述接收通道的輸出端；多個連接/斷開選擇開關，每一個所述連接/斷開選擇開關都連接到所述多個輸入端，并被配置為選擇將每一個單元線圈都連接到所述線圈連接單元所執行的連接方案，或是將所述的每一個單元線圈都從所述線圈連接單元所執行的所述連接方案斷開；多個通道選擇開關，每一個所述多個通道選擇開關都連接到所述多個連接/斷開選擇開關，并被配置為允許所述單元線圈選擇性地連接到所述接收通道；一加法器，所述加法器連接到所述輸出端，并被配置為將來自所述多個單元線圈中的指定單元線圈的MR信號累加，所述來自指定線圈的MR信號由所述連接/斷開選擇開關和所述通道選擇開關分配給同一接收通道；以及一切換控制組件，所述切換控制組件被配置為按照所述成像條件來切換所述連接/斷開選擇開關和所述通道選擇開關。
19.一種線圈連接單元，其被設置在裝有包括多個單元線圈的RF接收線圈，以及提供一個或多個接收通道的一個或多個接收電路的磁共振成像系統內，并被設置為用于將所述RF接收線圈連接到所述接收電路，所述線圈連接單元包括多個輸入端，每一個所述多個輸入端都連接到所述多個單元線圈；一個或多個輸出端，每一個所述一個或多個輸出端都連接到所述一個或多個接收通道；多個連接/斷開選擇開關，每一個所述連接/斷開選擇開關都連接到所述多個輸入端，并被配置為選擇將每一個單元線圈都連接到所述線圈連接單元所執行的連接方案，或是將所述的每一個單元線圈都從所述線圈連接單元所執行的所述連接方案斷開；多個通道選擇開關，每一個所述多個通道選擇開關都連接到所述多個連接/斷開選擇開關，并被配置為允許所述單元線圈選擇性地連接到所述一個或多個接收電路中的指定接收電路；以及一個或多個加法器，每一個所述一個或多個加法器都連接到所述一個或多個輸出端，并被配置為將來自所述多個單元線圈中的指定單元線圈的MR信號累加，所述來自指定單元線圈的MR信號由所述連接/斷開選擇開關和通道選擇開關分配給同一接收通道。
20.權利要求19的線圈連接單元，其中至少一個從所述多個單元線圈到所述多個輸入端的連接路徑包括用于調整通過所述連接路徑的信號的相位的相位移相器。
21.一種線圈連接單元，其被設置在裝有包括多個單元線圈的RF接收線圈，以及提供一個或多個接收通道的一個或多個接收電路的磁共振成像系統內，并被設置為用于將所述RF接收線圈連接到所述接收電路，所述線圈連接單元包括多個通道選擇開關，每一個所述多個通道選擇開關都連接到所述多個連接/斷開選擇開關，并被配置為允許所述單元線圈選擇性地連接到所述一個或多個接收電路中的指定接收電路；以及一個或多個加法器，每一個所述一個或多個加法器都連接到所述一個或多個接收電路，并被配置為將來自所述多個單元線圈中的指定單元線圈的MR信號累加，所述來自指定單元線圈的MR信號由所述通道選擇開關分配給同一接收通道。
22.權利要求21的線圈連接單元，還包括多個連接/斷開選擇開關，每一個所述多個連接/斷開選擇開關都介于所述多個輸入端和所述多個用于每個單元線圈的通道選擇開關之間，并被配置為選擇將每一個單元線圈都連接到所述線圈連接單元所執行的連接方案，或是將所述的每一個單元線圈都從所述線圈連接單元所執行的所述連接方案斷開，其中所述一個或多個加法器被配置為將來自所述多個單元線圈中的指定單元線圈的MR信號累加，所述來自指定單元線圈的MR信號由所述連接/斷開選擇開關和通道選擇開關分配給同一接收通道。
全文摘要
一種磁共振成像系統，包括具有接收多線圈和切換組件的MR信號接收裝置。所述接收多線圈接收MR信號，并由多個單元線圈構成。所述切換組件被配置為響應于成像條件而切換由多個單元線圈接收的MR信號的接收狀態。所述切換組件還響應于成像條件而將MR信號的輸出路徑從所述多個單元線圈連接到一接收機，以及所述接收機內的接收通道。所述接收通道的數量小于所述單元線圈的數量。所述成像條件例如是指向并行MR成像。
文檔編號G01R33/561GK1450358SQ0216112
公開日2003年10月22日 申請日期2002年12月13日 優先權日2001年12月14日
發明者町田好男, 濱村良紀, 葛西由守, 岡本和也, 相馬一裕 申請人:株式會社東芝