磁共振成像設(shè)備的體線圈及使用其的磁共振成像設(shè)備的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種磁共振成像設(shè)備的體線圈及使用其的磁共振成像設(shè)備，所述體線圈包括：設(shè)置于兩端的第一端環(huán)和第二端環(huán)，所述第一端環(huán)和所述第二端環(huán)以多個(gè)腿連接，其中所述第一端環(huán)或所述第二端環(huán)具有在平行于軸線方向的電流流動(dòng)寬度大于在垂直于軸線方向的電流流動(dòng)寬度的結(jié)構(gòu)。由于沿軸線方向增加了電流的有效作用寬度，減少了電流在端環(huán)中的集中流動(dòng)，由此減少了由磁場(chǎng)引起的射頻局部特定吸收率。
【專利說明】磁共振成像設(shè)備的體線圈及使用其的磁共振成像設(shè)備
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及磁共振成像設(shè)備領(lǐng)域，特別是一種磁共振成像設(shè)備中使用的施加電磁場(chǎng)的體線圈。
【背景技術(shù)】
[0002]在磁共振成像(MRI)系統(tǒng)中，特定吸收率(SAR)是一個(gè)安全性指標(biāo)。因?yàn)樘囟ㄎ章逝c場(chǎng)強(qiáng)的平方成正比，所以在高場(chǎng)強(qiáng)的磁共振成像系統(tǒng)中，特定吸收率是關(guān)鍵問題。體線圈(body coil)是能量傳輸?shù)年P(guān)鍵部件。較高的局部特定吸收率意味著必須限制施加到體線圈內(nèi)的平均射頻功率，但這會(huì)增加掃描時(shí)間。因此，在高場(chǎng)強(qiáng)磁共振成像系統(tǒng)的體線圈的設(shè)計(jì)上，減少局部特定吸收率是很重要的。
[0003]圖1是現(xiàn)有技術(shù)中用于磁共振成像設(shè)備的具有端環(huán)結(jié)構(gòu)的體線圈的示意圖。
[0004]如圖1所示，附圖標(biāo)記101表示在磁共振成像設(shè)備中用于容納病人的圓筒；102表不鳥籠式的體線圈，在鳥籠式的體線圈的兩端，每一端分別具有一個(gè)端環(huán)103和104 ;105表示將兩個(gè)端環(huán)連接起來的腿(金屬帶);106表示在每個(gè)端環(huán)上的、每條金屬帶之間的位置處設(shè)置的電容器。
[0005]在高通鳥籠式體線圈的結(jié)構(gòu)中，射頻局部特定吸收率的最壞情況位于端環(huán)附近，因此，減少局部特定吸收率的關(guān)鍵因素是對(duì)端環(huán)的設(shè)計(jì)。
[0006]較高局部特定吸收率的原因可以分為兩個(gè)方面，一方面是電場(chǎng)稱合，另一方面是磁場(chǎng)耦合。通常解決較高局部特定吸收率問題的方法是減少電場(chǎng)耦合效應(yīng)。第一種方法是用兩個(gè)或更多串聯(lián)的電容器替換端環(huán)上的每個(gè)電容器。用這種方法可以使每個(gè)電容器上的電壓下降，這樣會(huì)減少電場(chǎng)耦合效應(yīng)。第二種方法是在端環(huán)下面添加泡沫，這樣會(huì)改變端環(huán)與病人之間的材料的介電常數(shù)。第三種方法是增加端環(huán)與病人之間的距離。所有上述三種方法都是基于減少電場(chǎng)耦合，但是這些方法存在成本高、損失圓筒內(nèi)部空間等問題。并且，如果局部特定吸收率是由磁場(chǎng)主導(dǎo)的，則上述這些方法都不會(huì)有明顯效果。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明的目的是提出一種用于磁共振成像設(shè)備的體線圈，用以減少射頻局部特定吸收率。
[0008]本發(fā)明的第一方面提出了一種用于磁共振成像設(shè)備的體線圈，該體線圈包括設(shè)置于兩端的第一端環(huán)和第二端環(huán)，該第一端環(huán)和該第二端環(huán)以多個(gè)腿連接，其特征在于，該第一端環(huán)和/或該第二端環(huán)具有在平行于軸線方向的電流流動(dòng)寬度大于垂直于軸線方向的電流流動(dòng)寬度的結(jié)構(gòu)。
[0009]在根據(jù)本發(fā)明上述方面的體線圈中，該結(jié)構(gòu)是第一端環(huán)和/或第二端環(huán)包括沿軸線方向并聯(lián)設(shè)置的多個(gè)環(huán)，第一端環(huán)的多個(gè)環(huán)在平行于軸線方向的電流流動(dòng)寬度之和大于垂直于軸線方向的電流流動(dòng)寬度，第二端環(huán)的多個(gè)環(huán)在平行于軸線方向的電流流動(dòng)寬度之和大于垂直于軸線方向的電流流動(dòng)寬度。[0010]在根據(jù)本發(fā)明上述方面的體線圈中，該多個(gè)環(huán)之間存在間隔。
[0011]在根據(jù)本發(fā)明上述方面的體線圈中，該結(jié)構(gòu)是該第一端環(huán)和/或該第二端環(huán)包括一個(gè)環(huán)，該一個(gè)環(huán)的平行于軸線方向的電流流動(dòng)寬度大于垂直于軸線方向的電流流動(dòng)寬度。
[0012]在根據(jù)本發(fā)明上述方面的體線圈中，在該第一端環(huán)和該第二端環(huán)中連接多個(gè)電容器。
[0013]在根據(jù)本發(fā)明上述方面的體線圈中，該第一端環(huán)和該第二端環(huán)是完整圓環(huán)或部分圓環(huán)。
[0014]在根據(jù)本發(fā)明上述方面的體線圈中，該第一端環(huán)和該第二端環(huán)是完整橢圓環(huán)或部分橢圓環(huán)。
[0015]在根據(jù)本發(fā)明上述方面的體線圈中，所述第一端環(huán)和/或所述第二端環(huán)在部分位置具有該結(jié)構(gòu)。
[0016]本發(fā)明的另一方面提出了一種磁共振成像設(shè)備，包括根據(jù)本發(fā)明上述各方面所提出的體線圈。
[0017]由于在本發(fā)明的體線圈的端環(huán)中，沿軸線方向增加了電流的有效作用寬度，減少了電流在端環(huán)中的集中流動(dòng)，由此減少了由磁場(chǎng)引起的射頻局部特定吸收率。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0018]下面將通過參照附圖詳細(xì)描述本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，使本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員更清楚本發(fā)明的上述及其它特征和優(yōu)點(diǎn)，附圖中:
[0019]圖1為現(xiàn)有技術(shù)的體線圈的示意圖。
[0020]圖2為具有根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的端環(huán)結(jié)構(gòu)的體線圈的示意圖。
[0021]圖3為沿著垂直于軸線方向的端環(huán)的剖面圖。
[0022]圖4為具有根據(jù)本發(fā)明第二實(shí)施例的端環(huán)結(jié)構(gòu)的體線圈的示意圖。
[0023]圖5為具有根據(jù)本發(fā)明第三實(shí)施例的端環(huán)結(jié)構(gòu)的體線圈的示意圖。
[0024]圖6a和圖6b為使用現(xiàn)有技術(shù)的圖1所示的體線圈的磁場(chǎng)分布圖。
[0025]圖7a和圖7b為使用根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的端環(huán)結(jié)構(gòu)的體線圈的磁場(chǎng)分布圖。
【具體實(shí)施方式】
[0026]為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，以下舉實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步詳細(xì)說明。
[0027]根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，提出來一種用于磁共振成像設(shè)備的體線圈，根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例提出的體線圈可以包括:繞軸線方向設(shè)置于兩端的第一端環(huán)和第二端環(huán)，該第一端環(huán)和該第二端環(huán)以多個(gè)腿連接，其中該第一端環(huán)或該第二端環(huán)具有平行于軸線方向的電流流動(dòng)寬度大于垂直于軸線方向的電流流動(dòng)寬度的結(jié)構(gòu)。
[0028]通過在本發(fā)明的體線圈的端環(huán)中沿軸向增加電流的流動(dòng)寬度，減少電流在端環(huán)中的集中流動(dòng)，由此減少由磁場(chǎng)引起的射頻局部特定吸收率。
[0029]下面結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)上述技術(shù)方案進(jìn)行詳細(xì)描述。
[0030]圖2為具有根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的端環(huán)結(jié)構(gòu)的體線圈的示意圖。[0031]如圖2所示，附圖標(biāo)記201表示在磁共振成像設(shè)備中用于容納病人的圓筒；202表示用于向圓筒201中發(fā)射電磁場(chǎng)的體線圈，體線圈202沿著軸線方向設(shè)置于圓筒201的外部，其具有雙倍數(shù)量的端環(huán)，即在體線圈的兩端，每一端具有一組端環(huán)203(第一端環(huán))和204(第二端環(huán))，而每一組端環(huán)203和204分別具有兩個(gè)并列的環(huán)2031、2032和2041、2042。在本實(shí)施例中，這些端環(huán)之間存在間隔。饋電點(diǎn)被設(shè)置于兩組端環(huán)203，204上，用來激發(fā)所需要的電磁場(chǎng)。在本實(shí)施例中，由于沿體線圈202的軸線方向增加了端環(huán)的數(shù)量，使得第一端環(huán)203和第二端環(huán)204中沿環(huán)路流動(dòng)的電流Il在軸線方向的寬度al增加(如圖2所示)，增加后的寬度al在尺寸上大于第一端環(huán)203和第二端環(huán)204中沿環(huán)路流動(dòng)的電流在垂直于軸線的方向的寬度bl (端環(huán)的厚度)(如圖3所示)，即第一端環(huán)203或第二端環(huán)204具有在平行于軸線方向的電流流動(dòng)寬度al大于垂直于軸線方向的電流流動(dòng)寬度bl的結(jié)構(gòu)。
[0032]在本實(shí)施例中，也可以說，第一端環(huán)203或第二端環(huán)204具有的平行于軸線方向的電流流動(dòng)寬度大于垂直于軸線方向的電流流動(dòng)寬度的結(jié)構(gòu)是指第一端環(huán)203或第二端環(huán)204包括沿軸線方向并聯(lián)設(shè)置的兩個(gè)環(huán)，第一端環(huán)203的兩個(gè)環(huán)2031和2032在平行于軸線方向的電流流動(dòng)寬度之和al大于垂直于軸線方向的電流流動(dòng)寬度bl，第二端環(huán)204的兩個(gè)環(huán)2041和2042在平行于軸線方向的電流流動(dòng)寬度之和大于垂直于軸線方向的電流流動(dòng)寬度bl。
[0033]附圖標(biāo)記205表示用于連接每一組端環(huán)203和204的多個(gè)腿。由于各個(gè)環(huán)是沿圓周方向設(shè)置于圓筒201的外部，腿205沿著圓周方向均勻地布置在圓筒201的外圍。腿205和端環(huán)203、204可以是由良導(dǎo)體材料制成(例如銅皮)或者其它導(dǎo)電電路。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，腿的形狀和分布不對(duì)本發(fā)明的范圍構(gòu)成限制，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以采用其它形狀的腿，也可以非均勻地把腿布置在圓周方向。
[0034]附圖標(biāo)記206表示在每個(gè)端環(huán)203、204上設(shè)置(連接)的電容器，它們可以被設(shè)置在每個(gè)腿之間的間隔位置處。這些電容器206可以是任何種類的電容器，例如可以是固定式電容器，也可以是可變電容器等。這些電容器206與相應(yīng)的環(huán)2031、2032、2041、2042連接。
[0035]根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，腿之間的間隔大小以及每個(gè)間隔中設(shè)置的電容器的數(shù)量也不對(duì)本發(fā)明的范圍構(gòu)成限制，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以根據(jù)任何公知的數(shù)據(jù)來布置腿和電容器。另外，電容器也不限于布置在腿之間的間隔位置處，也可以布置在腿與端環(huán)的連接位置上或者腿上其他位置。根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例，如在端環(huán)上已設(shè)置有電容器，在腿205的適當(dāng)位置處(例如腿205的中間位置)也可以同樣設(shè)置有相應(yīng)的電容器。
[0036]根據(jù)本發(fā)明的上述實(shí)施例，上述第一端環(huán)203和第二端環(huán)204整體上可以是完整圓環(huán)或部分圓環(huán)，或者可以是完整橢圓環(huán)或部分橢圓環(huán)。根據(jù)本發(fā)明的上述實(shí)施例，第一端環(huán)203或第二端環(huán)204包括的多環(huán)結(jié)構(gòu)(兩個(gè)環(huán))也可以分別是完整圓環(huán)或部分圓環(huán)，或者可以是完整橢圓環(huán)或部分橢圓環(huán)。即，上述多個(gè)環(huán)2031，2032, 2041, 2042在圓周方向可以全部應(yīng)用，也可以只應(yīng)用在體線圈的局部，以減少局部的相對(duì)吸收率。例如，可以將上述多個(gè)環(huán)2031，2032，2041，2042全部?jī)H設(shè)置在端環(huán)的1/4周長(zhǎng)(或其它尺寸的周長(zhǎng))上，或者將上述多個(gè)環(huán)2031，2032，2041，2042中的部分端環(huán)(例如端環(huán)2031和/或2042)僅設(shè)置在端環(huán)的1/4周長(zhǎng)(或其它尺寸的周長(zhǎng))上，而上述多個(gè)環(huán)中的其它仍然設(shè)置在全部周長(zhǎng)上。多個(gè)端環(huán)的應(yīng)用范圍并不構(gòu)成對(duì)本發(fā)明的限制。[0037]根據(jù)本發(fā)明的上述實(shí)施例，上述多個(gè)環(huán)2031，2032，2041，2042的具體形狀也不對(duì)本發(fā)明的范圍構(gòu)成限制，例如它們的具體形狀可以是圓形(圓環(huán))，橢圓形(橢圓環(huán))，三角形、正方形、長(zhǎng)方形、菱形、跑道形或者各種弧形結(jié)構(gòu)，或者是上述各種規(guī)則形狀的不同部分之間的組合。
[0038]根據(jù)本發(fā)明上述實(shí)施例的體線圈采用了雙倍數(shù)量的端環(huán)的結(jié)構(gòu)，在每個(gè)環(huán)上的電流是單個(gè)端環(huán)結(jié)構(gòu)情況下的大約一半，因此由于電流減少，每個(gè)端環(huán)上的磁場(chǎng)耦合也會(huì)減少，由此可以減小射頻局部特定吸收率。
[0039]圖4為具有根據(jù)本發(fā)明第二實(shí)施例的端環(huán)結(jié)構(gòu)的體線圈的示意圖。
[0040]如圖4所示，附圖標(biāo)記401表示在磁共振成像設(shè)備中用于容納病人的圓筒；402表示體線圈，體線圈402沿著軸線方向被設(shè)置于圓筒301的外部，其具有3倍數(shù)量的端環(huán)的結(jié)構(gòu)，即在體線圈402的兩端，每一端具有一組端環(huán)403 (第一端環(huán))和404 (第二端環(huán))，而每一組端環(huán)403和404分別具有3個(gè)并列的環(huán)4031、4032、4033和4041、4042、4043。在本實(shí)施例中，這些端環(huán)之間存在間隔。饋電點(diǎn)被設(shè)置于兩組端環(huán)403，404上，用來激發(fā)所需要的電磁場(chǎng)。
[0041]在本實(shí)施例中，由于沿體線圈402的軸線方向增加了端環(huán)的數(shù)量，使得第一端環(huán)403和第二端環(huán)404中沿環(huán)路流動(dòng)的電流12在軸線方向的寬度a2增加(如圖4所示)，增加后的寬度a2在尺寸上大于第一端環(huán)403和第二端環(huán)404中沿環(huán)路流動(dòng)的電流在垂直于軸線的方向的寬度(端環(huán)的厚度bl)，即第一端環(huán)403或第二端環(huán)404具有在平行于軸線方向的電流流動(dòng)寬度大于垂直于軸線方向的電流流動(dòng)寬度的結(jié)構(gòu)。
[0042]在本實(shí)施例中，也可以說，第一端環(huán)403或第二端環(huán)404具有的在平行于軸線方向的電流流動(dòng)寬度大于垂直于軸線方向的電流流動(dòng)寬度的結(jié)構(gòu)是指第一端環(huán)403或第二端環(huán)404包括沿軸線方向并聯(lián)設(shè)置的三個(gè)環(huán)，第一端環(huán)403的三個(gè)環(huán)4031、4032、4033在平行于軸線方向的電流12的流動(dòng)寬度之和a2大于垂直于軸線方向的電流流動(dòng)寬度bl，第二端環(huán)404的三個(gè)環(huán)4041、4042、4043在平行于軸線方向的電流的流動(dòng)寬度之和大于垂直于軸線方向的電流流動(dòng)寬度b I。
[0043]附圖標(biāo)記405表示用于連接每一組端環(huán)的多個(gè)腿。各個(gè)環(huán)沿圓周方向被設(shè)置于圓筒401的外部，這些腿沿著圓周方向均勻地布置在圓筒401的外圍。腿405和端環(huán)403、404可以是由良導(dǎo)體材料制成(例如銅皮)，也可以是其它導(dǎo)電電路。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，腿的形狀和分布不對(duì)本發(fā)明的范圍構(gòu)成限制，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以采用其它形狀的腿，也可以將腿非均勻地布置在圓周方向。
[0044]圖標(biāo)記406表示在每個(gè)端環(huán)403、404上連接設(shè)置的電容器，它們可以被設(shè)置在每個(gè)腿505之間的間隔位置處。這些電容器406可以是任何種類的電容器，例如可以是固定式電容器，也可以是可變電容器等。這些電容器406與相應(yīng)的環(huán)4031、4032、4033、4041、4042、4043連接。
[0045]根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，腿405之間的間隔大小以及每個(gè)間隔中設(shè)置的電容器406的數(shù)量不對(duì)本發(fā)明的范圍構(gòu)成限制，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以根據(jù)任何公知的數(shù)據(jù)來布置腿405和電容器406。另外，電容器406也不限于布置在腿405之間的間隔位置處，也可以布置在腿405與各個(gè)環(huán)的連接位置上或者腿405的其他位置。如已經(jīng)在各個(gè)環(huán)上設(shè)置電容器406，在腿405的適當(dāng)位置處(例如腿405的中間位置)也可以同樣設(shè)置相應(yīng)的電容器406。[0046]根據(jù)本發(fā)明上述實(shí)施例的多個(gè)環(huán)4031，4032，4033，4041，4042和4043以及多個(gè)腿405由良導(dǎo)體制成，例如可以由銅皮等制成，也可以是其它導(dǎo)電電路。
[0047]根據(jù)本發(fā)明的上述實(shí)施例，上述第一端環(huán)403和第二端環(huán)404整體上可以是完整圓環(huán)或部分圓環(huán)，或者可以是完整橢圓環(huán)或部分橢圓環(huán)。根據(jù)本發(fā)明的上述實(shí)施例，第一端環(huán)403或第二端環(huán)404包括的多環(huán)結(jié)構(gòu)(三個(gè)環(huán))也可以分別是完整圓環(huán)或部分圓環(huán)，或者可以是完整橢圓環(huán)或部分橢圓環(huán)。即，上述多個(gè)環(huán)4031，4032，4033，4041，4042、4043在圓周方向可以全部應(yīng)用，也可以只應(yīng)用在體線圈的局部，以減少局部的相對(duì)吸收率。例如，可以將上述多個(gè)環(huán)4031，4032，4033，4041，4042，4043全部?jī)H設(shè)置在端環(huán)的1/4周長(zhǎng)(或其它尺寸的周長(zhǎng))上，或者將上述多個(gè)環(huán)4031，4032，4033，4041，4042，4043中的部分環(huán)(例如端環(huán)4031和/或4042)僅設(shè)置在端環(huán)的1/4周長(zhǎng)(或其它尺寸的周長(zhǎng))上，而上述多個(gè)環(huán)中的其它環(huán)仍然設(shè)置在全部周長(zhǎng)上。多個(gè)環(huán)的應(yīng)用范圍并不構(gòu)成對(duì)本發(fā)明的限制。
[0048]根據(jù)本發(fā)明的上述實(shí)施例，上述多個(gè)環(huán)4031，4032，4033，4041，4042，4043的具體形狀不對(duì)本發(fā)明的范圍構(gòu)成限制，例如它們的具體形狀可以是圓形(圓環(huán))，橢圓形(橢圓環(huán))，三角形、正方形、長(zhǎng)方形、菱形、跑道形或者各種弧形結(jié)構(gòu)，或者是上述各種規(guī)則形狀的不同部分之間的組合。
[0049]根據(jù)本發(fā)明上述實(shí)施例的體線圈采用了 3倍數(shù)量的端環(huán)的結(jié)構(gòu)，在每個(gè)環(huán)上的電流是單端環(huán)結(jié)構(gòu)情況下的大約1/3。由于電流減少，每個(gè)端環(huán)上的磁場(chǎng)耦合也會(huì)減少，可以減小射頻局部特定吸收率。
[0050]根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，本發(fā)明的體線圈202和402兩端的兩組端環(huán)各自包括的環(huán)的數(shù)量不限于兩個(gè)或三個(gè)，而是可以更多，只要本領(lǐng)域的磁共振成像設(shè)備的結(jié)構(gòu)上能夠?qū)崿F(xiàn)即可。
[0051]圖5為具有根據(jù)本發(fā)明第三實(shí)施例的端環(huán)結(jié)構(gòu)的體線圈的示意圖。
[0052]如圖5所不，附圖標(biāo)記501表不在磁共振成像設(shè)備中用于容納病人的圓筒；502表示用于激發(fā)電磁場(chǎng)的體線圈，體線圈502沿著軸線方向設(shè)置于圓筒501的外部。體線圈502具有端環(huán)503 (第一端環(huán))和端環(huán)504 (第二端環(huán))，分別位于體線圈502的兩端。第一端環(huán)503和第二端環(huán)504在軸向方向的寬度被增加了預(yù)定的尺寸或倍數(shù)，例如增加了一倍、兩倍、三倍，或者更多倍。例如，傳統(tǒng)技術(shù)中將端環(huán)的寬度設(shè)置為50mm左右，本發(fā)明的實(shí)施例是可以將端環(huán)的寬度設(shè)置為75mm、100mm、125mm、150mm、175mm、200mm左右等,甚至更寬。饋電點(diǎn)被設(shè)置于兩個(gè)端環(huán)403，404上，用來從電源向體線圈402施加電力，以向體線圈402內(nèi)部(圓筒401中)施加電磁場(chǎng)。在本實(shí)施例中，由于沿體線圈502的軸線方向增加了端環(huán)的寬度，使得第一端環(huán)503和第二端環(huán)504中沿環(huán)路流動(dòng)的電流13在軸線方向的寬度a3增力口 (如圖5所示)，增加后的寬度a3在尺寸上大于第一端環(huán)503和第二端環(huán)504中沿環(huán)路流動(dòng)的電流在垂直于軸線的方向的寬度(端環(huán)的厚度)，即第一端環(huán)503或第二端環(huán)504具有在平行于軸線方向的電流流動(dòng)寬度大于在垂直于軸線方向的電流流動(dòng)寬度的結(jié)構(gòu)。
[0053]在本實(shí)施例中，也可以說，第一端環(huán)503或第二端環(huán)504具有的在平行于軸線方向的電流流動(dòng)寬度大于在垂直于軸線方向的電流流動(dòng)寬度的結(jié)構(gòu)是指第一端環(huán)503或第二端環(huán)504在軸線方向的寬度被增加，使得第一端環(huán)503在平行于軸線方向的電流流動(dòng)寬度之和a3大于垂直于軸線方向的電流流動(dòng)寬度bI，第二端環(huán)504在平行于軸線方向的電流流動(dòng)寬度之和大于垂直于軸線方向的電流流動(dòng)寬度bl。[0054]附圖標(biāo)記405表示用于連接每一端環(huán)503和504的多個(gè)腿。兩個(gè)端環(huán)是沿圓周方向設(shè)置于圓筒501的外部，腿505沿著圓周方向均勻地布置在圓筒501的外圍。腿505和端環(huán)503、504可以是由良導(dǎo)體材料制成(例如可以是銅皮)，也可以是其它導(dǎo)電電路。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，腿505的形狀和分布不對(duì)本發(fā)明的范圍構(gòu)成限制，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以采用其它形狀的腿，也可以非均勻地把腿布置在圓周方向。
[0055]附圖標(biāo)記506表示在每個(gè)端環(huán)503、504上連接設(shè)置的電容器，它們可以被設(shè)置在每個(gè)腿505之間的間隔位置處。這些電容器506可以是任何種類的電容器，例如可以是固定式電容器，也可以是可變電容器等。這些電容器506與端環(huán)503和504連接。
[0056]根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，可以隨著端環(huán)503和504的寬度的增加，在原來設(shè)置的電容器506的基礎(chǔ)上，在軸向上串聯(lián)更多的電容器。例如，當(dāng)端環(huán)503和504的寬度增加一倍時(shí)，在原來設(shè)置的電容器506上沿軸向再并聯(lián)一個(gè)電容器506 ;當(dāng)端環(huán)503和504的寬度增加兩倍時(shí)，在原來設(shè)置的電容器506上沿軸向再并聯(lián)兩個(gè)電容器506 ;當(dāng)端環(huán)503和504的寬度增加三倍時(shí)，在原來設(shè)置的電容器506上沿軸向再并聯(lián)三個(gè)電容器506。
[0057]腿505之間的間隔大小、每個(gè)間隔中設(shè)置的電容器的數(shù)量、以及隨著端環(huán)寬度的增加而沿軸向并聯(lián)的電容器506的數(shù)量不對(duì)本發(fā)明的范圍構(gòu)成限制，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以根據(jù)任何公知的數(shù)據(jù)來布置腿505和電容器506。另外，電容器506也不限于布置在腿505之間的間隔位置處，也可以布置在腿505與端環(huán)503、504的連接位置上或者腿505上其他位置。根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例，如果在端環(huán)503、504上已設(shè)置有電容器506,在腿505的適當(dāng)位置處(例如腿505的中間位置)也可以同樣設(shè)置有相應(yīng)的電容器506。
[0058]根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，本發(fā)明的體線圈502兩端的端環(huán)503、504各自的寬度的增加不限于一倍、兩倍、三倍，可以是更多的倍數(shù)，也可以是非整數(shù)倍數(shù)，只要在本領(lǐng)域的磁共振成像設(shè)備的結(jié)構(gòu)上能夠?qū)崿F(xiàn)即可。
[0059]根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，在第一端環(huán)503和第二端環(huán)504上沿著軸向并聯(lián)上述預(yù)定倍數(shù)的電容器506。例如，當(dāng)端環(huán)503和504的寬度增加η倍時(shí)，在原來設(shè)置的電容器506上沿軸向再串聯(lián)η個(gè)電容器506。這里，η可以是任意實(shí)數(shù)。
[0060]根據(jù)本發(fā)明的上述實(shí)施例，上述第一端環(huán)503和第二端環(huán)504可以是完整圓環(huán)或部分圓環(huán)，或者可以是完整橢圓環(huán)或部分橢圓環(huán)。即，上述端環(huán)503、504在圓周方向可以全部應(yīng)用，也可以只應(yīng)用在體線圈的局部，以減少局部的相對(duì)吸收率。例如，可以將上述端環(huán)503,504全部設(shè)置在端環(huán)的全部周長(zhǎng)上，或者僅設(shè)置在端環(huán)的部分周長(zhǎng)(例如1/4周長(zhǎng))上，也可以將上述端環(huán)503、504中的一個(gè)設(shè)置在端環(huán)的部分周長(zhǎng)(1/4周長(zhǎng))上，而另一個(gè)仍然設(shè)置在全部周長(zhǎng)上。各個(gè)端環(huán)的應(yīng)用范圍并不構(gòu)成對(duì)本發(fā)明的限制。根據(jù)本發(fā)明的上述實(shí)施例，上述端環(huán)503和504的具體形狀不對(duì)本發(fā)明的范圍構(gòu)成限制，例如它們的具體形狀可以是圓形(圓環(huán))、橢圓形(橢圓環(huán))、三角形、正方形、長(zhǎng)方形、菱形、跑道形或者各種弧形結(jié)構(gòu)，或者是上述各種規(guī)則形狀的不同部分之間的組合。
[0061]根據(jù)本發(fā)明上述實(shí)施例的體線圈采用了軸向?qū)挾仍黾拥亩谁h(huán)的結(jié)構(gòu)，在端環(huán)上的電流比未增加寬度的端環(huán)結(jié)構(gòu)的情況下減少，因此每個(gè)端環(huán)上的磁場(chǎng)耦合也會(huì)減少，由此可以減小射頻局部特定吸收率。
[0062]根據(jù)本發(fā)明上述的各個(gè)實(shí)施例，可以對(duì)應(yīng)于具有沿軸線方向增加的有效電流流動(dòng)寬度的結(jié)構(gòu)，在第一端環(huán)和第二端環(huán)上沿軸線方向并聯(lián)多個(gè)電容器，見圖2、圖4、和圖5。由此，進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)減小射頻局部特定吸收率的效果。
[0063]根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例，第一端環(huán)和第二端環(huán)可以具有不同的尺寸大小，可以做成其他不對(duì)稱的形狀和尺寸，兩個(gè)端環(huán)的對(duì)稱性不對(duì)本發(fā)明的范圍構(gòu)成限制。
[0064]根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例，還可以提供一種采用本發(fā)明上述各個(gè)實(shí)施例的體線圈的磁共振成像設(shè)備，該磁共振成像設(shè)備除了在用于施加電磁場(chǎng)的體線圈的結(jié)構(gòu)上不同夕卜，其它的各個(gè)部件、單元等都可以采用與現(xiàn)有技術(shù)中的磁共振成像設(shè)備同樣的部件、單元
坐寸ο
[0065]根據(jù)本發(fā)明的上述實(shí)施例的磁共振成像設(shè)備，由于采用了在軸向上增加端環(huán)數(shù)量、增加端環(huán)寬度、結(jié)構(gòu)的體線圈，減少或者分散了單個(gè)端環(huán)結(jié)構(gòu)情況下的電流，因此端環(huán)上的磁場(chǎng)耦合也會(huì)減少，由此可以減小射頻局部特定吸收率。
[0066]下面將基于仿真試驗(yàn)結(jié)果來比較雙倍數(shù)量端環(huán)和單端環(huán)結(jié)構(gòu)的體線圈的效果。
[0067]在本次仿真試驗(yàn)中，在端環(huán)下面放置了肉質(zhì)模型來進(jìn)行射頻局部特定吸收率的測(cè)試，該模型被布置在正好位于端環(huán)之下，沿圓周方向覆蓋半個(gè)圓筒。
[0068]圖6a和圖6b為使用單端環(huán)結(jié)構(gòu)的體線圈情況下的磁場(chǎng)分布圖。該圖中成像的圓形圖案是沿著磁共振成像設(shè)備中用于容納病人的圓筒的橫向切面所觀察的磁場(chǎng)分布圖，表示端環(huán)附近的磁場(chǎng)分布。從仿真結(jié)果來看，單端環(huán)結(jié)構(gòu)的體線圈的CP (圓柱激勵(lì))模式(圖6a)的輸入功率為6581W，EP (橢圓激勵(lì))模式(圖6b)的輸入功率是11427W。
[0069]圖7a和圖7b為使用本發(fā)明實(shí)施例的雙倍端環(huán)結(jié)構(gòu)的體線圈的磁場(chǎng)分布圖。該圖中成像的圓形圖案也是沿著磁共振成像設(shè)備中用于容納病人的圓筒的橫向切面所觀察的磁場(chǎng)分布圖，表示端環(huán)附近的磁場(chǎng)分布。從仿真結(jié)果來看，根據(jù)本發(fā)明的雙倍端環(huán)結(jié)構(gòu)的體線圈的CP模式(圖7a)的輸入功率為7564W，EP模式(圖7b)的輸入功率是10726W。從圖中可見，該磁共振系統(tǒng)的磁場(chǎng)是非常均勻的。
[0070]將圖6a與圖7a進(jìn)行對(duì)比(CP模式)，圖6a中沿圓周方向排列的各個(gè)黑點(diǎn)表示位于端環(huán)上的各個(gè)電容器，其向內(nèi)方向的區(qū)域601是特定吸收率較高的區(qū)域，區(qū)域602是特定吸收率比區(qū)域601的特定吸收率低的區(qū)域。同樣，圖7a中沿圓周方向排列的各個(gè)黑點(diǎn)表示位于端環(huán)上的各個(gè)電容器，其向內(nèi)方向的區(qū)域701是特定吸收率較高的區(qū)域，區(qū)域702是特定吸收率比區(qū)域701的特定吸收率低的區(qū)域。通過對(duì)比可見，采用本發(fā)明的雙倍端環(huán)結(jié)構(gòu)的體線圈的圖7a中的較高特定吸收率的區(qū)域701大大減小，而較低特定吸收率的區(qū)域702大大增加了。
[0071]將圖6b與圖7b進(jìn)行對(duì)比(EP模式)，圖6b中沿圓周方向排列的各個(gè)黑點(diǎn)表示位于端環(huán)上的各個(gè)電容器，其向內(nèi)方向的區(qū)域603是特定吸收率較高的區(qū)域，區(qū)域604是特定吸收率比區(qū)域603的特定吸收率低的區(qū)域。同樣，圖7b中沿圓周方向排列的各個(gè)黑點(diǎn)表示位于端環(huán)上的各個(gè)電容器，其向內(nèi)方向的區(qū)域703是特定吸收率較高的區(qū)域，區(qū)域704是特定吸收率比區(qū)域703的特定吸收率低的區(qū)域。通過對(duì)比可見，采用本發(fā)明的雙倍端環(huán)結(jié)構(gòu)的體線圈的圖7b中的較高特定吸收率的區(qū)域703大大減小，而較低特定吸收率的區(qū)域704大大增加了。
[0072]在該仿真結(jié)果中，也比較了兩種情況中的50%B1場(chǎng)的長(zhǎng)度。50%B1場(chǎng)的長(zhǎng)度是指體線圈軸向中心線上，電磁場(chǎng)強(qiáng)度從最高值衰減至50%的范圍所涵蓋的該中心線的長(zhǎng)度。在本發(fā)明中，定義總體線圈長(zhǎng)度是各端環(huán)中心之間的距離。在根據(jù)本發(fā)明的雙倍端環(huán)結(jié)構(gòu)中，所測(cè)得的50%B1場(chǎng)的長(zhǎng)度是總體線圈長(zhǎng)度的68.1%。在單端環(huán)結(jié)構(gòu)中，所測(cè)得的50%B1場(chǎng)的長(zhǎng)度是總體線圈長(zhǎng)度的68.8%。這里可以得出的結(jié)論是，如果總體線圈長(zhǎng)度不變，單端環(huán)結(jié)構(gòu)和雙倍端環(huán)結(jié)構(gòu)中的50%B1場(chǎng)的長(zhǎng)度保持不變。
[0073]本次仿真試驗(yàn)中的特定吸收率的改善程度也可以通過測(cè)量數(shù)據(jù)來說明。
[0074]放置的肉質(zhì)模型中的電場(chǎng)主要是由端環(huán)的電磁場(chǎng)激發(fā)的，該電場(chǎng)用于計(jì)算局部特定吸收率。上述從仿真結(jié)果計(jì)算模型內(nèi)部電場(chǎng)并由此來計(jì)算局部特定吸收率的具體方法不對(duì)本發(fā)明的范圍構(gòu)成限制，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以采用現(xiàn)有技術(shù)中的任何方法來進(jìn)行計(jì)算。
[0075]在上述仿真試驗(yàn)中，需要在模型上選擇一些位置來計(jì)算局部吸收率。在這里，對(duì)于單端環(huán)結(jié)構(gòu)，選擇的位置正好對(duì)應(yīng)于端環(huán)中心，對(duì)于雙倍端環(huán)結(jié)構(gòu)，選擇的位置對(duì)應(yīng)于內(nèi)端環(huán)的中心。在上述仿真試驗(yàn)中，按照上述位置選擇了模型內(nèi)部較高值的5個(gè)點(diǎn)，結(jié)果如下表
所示，其中各個(gè)測(cè)量值是表示各個(gè)點(diǎn)處的電場(chǎng)值。
[0076]
【權(quán)利要求】
1.一種用于磁共振成像設(shè)備的體線圈(202，402，502)，所述體線圈包括設(shè)置于兩端的第一端環(huán)(203，403，503)和第二端環(huán)(204，404，504)，所述第一端環(huán)(203，403，503)和所述第二端環(huán)(204，404，504)以多個(gè)腿(205，405，505)連接，其特征在于，所述第一端環(huán)(203，403，503)和/或所述第二端環(huán)(204，404，504)具有在平行于軸線方向的電流流動(dòng)寬度大于垂直于軸線方向的電流流動(dòng)寬度的結(jié)構(gòu)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的體線圈，其中，所述結(jié)構(gòu)是所述第一端環(huán)(203，403)和/或所述第二端環(huán)(204,404)包括沿軸線方向并聯(lián)設(shè)置的多個(gè)環(huán)(2031，2032，4031，4032，4033，2041, 2042，4041，4042，4043)，第一端環(huán)的所述多個(gè)環(huán)在平行于軸線方向的電流流動(dòng)寬度之和大于垂直于軸線方向的電流流動(dòng)寬度，第二端環(huán)的所述多個(gè)環(huán)在平行于軸線方向的電流流動(dòng)寬度之和大于垂直于軸線方向的電流流動(dòng)寬度。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的體線圈，其中，所述多個(gè)環(huán)(2031，2032，4031，4032，4033，204I, 2042，4041，4042，4043)之間存在間隔。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的體線圈，其中，所述結(jié)構(gòu)是所述第一端環(huán)和/或所述第二端環(huán)包括一個(gè)環(huán)(503，504)，所述一個(gè)環(huán)(503，504)的平行于軸線方向的電流流動(dòng)寬度大于垂直于軸線方向的電流流動(dòng)寬度。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的體線圈，其中，在所述第一端環(huán)(203，403，503)和所述第二端環(huán)(204,404,504)中連接多個(gè)電容器。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的體線圈，其中，所述第一端環(huán)(203，403，503)和所述第二端環(huán)(204,404，504)是完整圓環(huán)或部分圓環(huán)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的體線圈，其中，所述第一端環(huán)(203，403，503)和所述第二端環(huán)(204, 404, 504)是完整橢圓環(huán)或部分橢圓環(huán)。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的體線圈，其中，所述第一端環(huán)(203，403，503)和/或所述第二端環(huán)(204,404，504)在部分位置具有該結(jié)構(gòu)。
9.一種磁共振成像設(shè)備，包括根據(jù)權(quán)利要求1-8中任一項(xiàng)所述的體線圈。
【文檔編號(hào)】G01R33/36GK103777160SQ201210413910
【公開日】2014年5月7日 申請(qǐng)日期:2012年10月25日 優(yōu)先權(quán)日:2012年10月25日
【發(fā)明者】汪堅(jiān)敏, 馬庫斯·韋斯特, 李志賓, 唐煜, 陳艷麗 申請(qǐng)人:西門子股份有限公司, 西門子(深圳)磁共振有限公司