多通道射頻線圈裝置和使用該裝置的磁共振成像系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種多通道射頻線圈裝置，每一個(gè)所述通道包括一個(gè)單元環(huán)，并且工作于磁共振頻率f0，多個(gè)所述單元環(huán)圍合在成像區(qū)域外圍的柱面上；所述多個(gè)單元環(huán)為2N個(gè)，包括N個(gè)A型單元環(huán)和N個(gè)B型單元環(huán)；所述A型單元環(huán)圍合的面積比B型單元環(huán)圍合的面積?。凰鯝型單元環(huán)和B型單元環(huán)相互交替緊密排列，并且采用去耦法消除通道之間的電磁耦合。本發(fā)明因?yàn)椴捎么笮〔坏鹊膯卧h(huán)構(gòu)成射頻線圈通道，使得整個(gè)線圈掃描區(qū)域的中心圖像均衡，同時(shí)因?yàn)椴捎昧讼噜弳卧h(huán)之間的重合面積去耦，和相隔一個(gè)單元環(huán)的單元環(huán)之間互感或者串并聯(lián)電容去耦，從而獲得良好的信噪比。本發(fā)明還公開了一種使用該線圈裝置的磁共振成像系統(tǒng)。
【專利說明】多通道射頻線圈裝置和使用該裝置的磁共振成像系統(tǒng)
[0001]【技術(shù)領(lǐng)域】本發(fā)明涉及磁共振成像系統(tǒng)，尤其涉及一種多通道射頻線圈裝置和使用該裝置的磁共振成像系統(tǒng)。
[0002]【背景技術(shù)】磁共振成像系統(tǒng)是根據(jù)磁共振成像原理生成樣品的二維或者三維圖像的設(shè)備，在醫(yī)療診斷領(lǐng)域有著越來越廣泛的應(yīng)用。常見的磁共振系統(tǒng)一般包括:產(chǎn)生靜態(tài)均勻磁場(chǎng)BO的磁體，該靜態(tài)均勻磁體的范圍足夠大，能夠覆蓋病人的身體的成像部位；射頻系統(tǒng)，包括用于激發(fā)樣品發(fā)生共振的射頻發(fā)射線圈，和用于接收樣品發(fā)出的共振信號(hào)的射頻接收線圈；梯度系統(tǒng)，用于在樣品空間產(chǎn)生梯度磁場(chǎng)、便于成像編碼；以及計(jì)算機(jī)成像系統(tǒng)，用于處理射頻接收線圈收集的信號(hào)，處理成便于醫(yī)生觀察的視覺圖像。
[0003]磁共振成像技術(shù)中，使用接收線圈來收集樣品受激發(fā)出的射頻信號(hào)，收集到的射頻信號(hào)被放大后用于樣品圖像重建。接收線圈的電氣結(jié)構(gòu)主要包括由導(dǎo)電材料做成的線圈體，和連接在線圈體中的電感和電容。在工作狀態(tài)下，接收線圈環(huán)繞著病人的被檢查的部位，其輸出阻抗與后端數(shù)據(jù)收集設(shè)備匹配，并且在工作頻率線圈內(nèi)部具有均勻的電磁場(chǎng)分布，引出的諧振信號(hào)具有良好的信噪比，從而獲得清晰無畸變的樣品圖像。當(dāng)接收線圈不工作的時(shí)間里，處于失諧狀態(tài)，不會(huì)干擾發(fā)射線圈和系統(tǒng)中其它設(shè)備的工作。
[0004]現(xiàn)有技術(shù)中，多通道磁共振線圈的結(jié)構(gòu)常包括多個(gè)圍合在成像區(qū)域外圍的閉合的單元環(huán)，每個(gè)單元環(huán)都對(duì)應(yīng)于一個(gè)磁共振信號(hào)通道，并且諧振于磁共振頻率。每個(gè)通道的單元環(huán)之間的相互耦合比較復(fù)雜，如果各個(gè)單元環(huán)之間不能消除耦合，多通道線圈就不能正常工作。而且由多個(gè)單元環(huán)圍合的成像區(qū)域內(nèi)部空間的射頻電磁場(chǎng)分布的均勻性也是線圈的主要性能指標(biāo)。
[0005]
【發(fā)明內(nèi)容】
本發(fā)明的主要目的在于提供一種多通道磁共振射頻線圈裝置，能夠提供具有良好信噪比的圖像數(shù)據(jù)，并且線圈中心圖像均衡。
[0006]本發(fā)明的另一個(gè)目的在于提供一種使用了多通道射頻線圈裝置的磁共振成像系統(tǒng)。
[0007]本發(fā)明公開的一種多通道射頻線圈裝置，每一個(gè)所述通道包括一個(gè)單元環(huán)，并且工作于磁共振頻率fo，多個(gè)所述單元環(huán)圍合在成像區(qū)域外圍的柱面上；其特征在于:多個(gè)所述單元環(huán)等于2N個(gè)，包括N個(gè)A型單元環(huán)和N個(gè)B型單元環(huán)；所述A型單元環(huán)圍合的面積比B型單元環(huán)圍合的面積?。凰鯝型單元環(huán)和B型單元環(huán)相互交替緊密排列，并且采用去耦法消除通道之間的電磁耦合。
[0008]在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，所述的多通道射頻線圈裝置，每2個(gè)相鄰的所述單元環(huán)圍合的面積之間具有部分重合，用于減小相應(yīng)的所述通道之間的電磁耦合。在線圈的調(diào)試過程中，可以一邊改變重合面積的大小一邊測(cè)試所述通道之間的電磁耦合，從而選擇把電磁耦合調(diào)整到最小的重合面積。
[0009]在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，所述的多通道射頻線圈裝置，相隔一個(gè)所述A型單元環(huán)或者B型單元環(huán)的2個(gè)所述B型單元環(huán)的導(dǎo)電金屬條的相鄰的部分，分別接入相互耦合的電感，用于減小相應(yīng)的所述通道之間的電磁耦合?；蛘?，通過串并聯(lián)電容相互連接，用于減小相關(guān)的所述通道之間的電磁耦合。[0010]在本發(fā)明的多通道射頻線圈裝置的一個(gè)實(shí)施例中，減小每2個(gè)相鄰的所述單元環(huán)的導(dǎo)電金屬條的重疊的部分，和/或改變每2個(gè)相鄰的所述單元環(huán)的導(dǎo)電金屬條的重疊的部分之間的距離，用于減小相應(yīng)的所述通道之間的電磁耦合。
[0011]本發(fā)明的多通道射頻線圈裝置，每一個(gè)所述通道中，還包括連接在所述單元環(huán)中的失諧電路和調(diào)諧電路；所述失諧電路用于當(dāng)所述射頻線圈裝置不工作時(shí)將該通道置于失諧狀態(tài)；所述調(diào)諧電路用于當(dāng)所述射頻線圈裝置在工作狀態(tài)下將該通道諧振于磁共振頻率f0J并且與連接所述射頻線圈裝置的電路相匹配。
[0012]本發(fā)明還公開了一種使用多通道射頻線圈裝置的磁共振成像系統(tǒng)，包括:產(chǎn)生靜態(tài)均勻磁場(chǎng)BO的磁體；用于激發(fā)樣品發(fā)生共振和接收樣品發(fā)出的共振信號(hào)的射頻系統(tǒng)；用于在樣品空間產(chǎn)生梯度磁場(chǎng)、便于成像編碼的梯度系統(tǒng)；以及用于處理射頻接收線圈收集的信號(hào)、控制協(xié)調(diào)所述磁共振成像系統(tǒng)工作的計(jì)算機(jī)成像系統(tǒng)；所述射頻系統(tǒng)中還包括前面所述的任意一種多通道射頻線圈裝置。
[0013]本發(fā)明公開的一種多通道射頻線圈裝置和使用該線圈裝置的磁共振成像系統(tǒng)，由于采用了不同規(guī)格的單元環(huán)緊密排列的方法，使得射頻線圈裝置作為一個(gè)整體結(jié)構(gòu)統(tǒng)一，其線圈信噪比最高區(qū)域?yàn)閲系木€圈裝置的中心區(qū)域，從而使得整個(gè)線圈掃描區(qū)域的中心圖像均衡，同時(shí)因?yàn)椴捎昧嗣績(jī)蓚€(gè)相鄰單元環(huán)之間的重合面積去耦，使用了盡量少的去耦元件，提高了線圈的信噪比。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0014]圖1為本發(fā)明的一實(shí)施例的多通道磁共振射頻線圈裝置的電路結(jié)構(gòu)展開示意圖。
[0015]圖2為相鄰單元環(huán)之間的重合面積去耦法示意圖。
[0016]圖3為相隔一個(gè)單元環(huán)的單元環(huán)之間的電感去耦法示意圖。
[0017]圖4為相隔一個(gè)單元環(huán)的單元環(huán)之間的電容去耦法示意圖。
[0018]圖5為圖1所示實(shí)施例的線路布線圖。
[0019]圖6為本發(fā)明的多通道磁共振射頻線圈裝置封裝后的立體效果圖。
[0020]【具體實(shí)施方式】下面結(jié)合附圖和【具體實(shí)施方式】對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說明。
[0021]如圖1所示是本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的多通道磁共振射頻線圈裝置的電路結(jié)構(gòu)展開示意圖，包括8個(gè)以2X4的方式分布排列的單元環(huán)，其中單元環(huán)CH1、CH2、CH3和CH4依次相鄰為第一組單元環(huán)位，單元環(huán)CH5、CH6、CH7和CH8依次相鄰為第二組單元環(huán)；第一組單元環(huán)和第二組單元環(huán)中的單元環(huán)相互對(duì)齊上下排列，并有部分重疊；工作狀態(tài)下第一組和第二組單元環(huán)分別首尾相連，圍合在成像區(qū)域外圍的柱面上，所以單元環(huán)CHl、CH5和單元環(huán)CH4、CH8也是相鄰的。
[0022]圖1的線圈裝置中使用了兩種不同規(guī)格的單元環(huán)，包括A型單元環(huán)和B型單元環(huán)，在第一組單元環(huán)和第二組單元環(huán)中都有兩種規(guī)格的單元環(huán)交替排列，每一對(duì)相鄰單元環(huán)之間都有部分面積重合用于去除相互之間的電磁耦合。
[0023]如圖1所示，A型單元環(huán)的導(dǎo)體圍合的面積小，B型單元環(huán)的導(dǎo)體圍合的面積大。相隔一個(gè)A型單元環(huán)的兩個(gè)B型單元環(huán)之間采用互感線圈去除相互之間的耦合?；蛘卟捎么⒙?lián)電容連接，用于去除相互之間的耦合。
[0024]本發(fā)明采用不同規(guī)格的單元環(huán)緊密排列的方法，使得射頻線圈裝置作為一個(gè)整體，其線圈信噪比最高區(qū)域?yàn)閲系木€圈裝置的中心區(qū)域，從而使得整個(gè)線圈掃描區(qū)域的圖像均衡。
[0025]一般情況下，本發(fā)明的線圈裝置包括2N個(gè)單元環(huán)，其中有N個(gè)A型單元環(huán)和N個(gè)B型單元環(huán)。A型單元環(huán)和B型單元環(huán)具有不同的形狀或者圍合的面積不等，相互交替排列成2排，每2個(gè)相鄰的單元環(huán)之間都有部分面積重合；并且每隔一個(gè)的面積較大的單元環(huán)之間采用互感線圈去除相互之間的耦合，或者采用串并聯(lián)電容去除相互之間的耦合。
[0026]也可以是4排及偶數(shù)排數(shù)，在線圈結(jié)構(gòu)的中間兩排用上述AB型單元環(huán)相互交替排列成2排，兩端的單元環(huán)大小相等各有N個(gè)均勻分布，與中間的兩排單元環(huán)的相鄰單元環(huán)之間相互有部分面積重合，同樣可以達(dá)到中心成像均勻。
[0027]圖2所示為相鄰單元環(huán)的重合面積去耦法示意圖，圖中相鄰單元環(huán)CHl和CH2分別采用平面上的特定形狀的導(dǎo)電金屬條構(gòu)成；兩個(gè)單元環(huán)之間的重疊面積使得工作狀態(tài)下2個(gè)單元環(huán)之間產(chǎn)生電磁感應(yīng)，根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律，2個(gè)相鄰的線圈中感應(yīng)出來的電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)可以和線圈的重疊面積產(chǎn)生的磁場(chǎng)相抵消。法拉弟電磁感應(yīng)定律見下式:
[0028]
【權(quán)利要求】
1.一種多通道射頻線圈裝置，每一個(gè)所述通道包括一個(gè)單元環(huán)，并且工作于磁共振頻率fo，多個(gè)所述單元環(huán)圍合在成像區(qū)域外圍的柱面上；其特征在于: 多個(gè)所述單元環(huán)等于2N個(gè)，包括N個(gè)A型單元環(huán)和N個(gè)B型單元環(huán)；所述A型單元環(huán)圍合的面積比B型單元環(huán)圍合的面積??；所述A型單元環(huán)和B型單元環(huán)相互交替緊密排列，并且采用去耦法消除通道之間的電磁耦合。
2.如權(quán)利要求1所述的多通道射頻線圈裝置，其特征在于，每2個(gè)相鄰的所述單元環(huán)圍合的面積之間具有部分重合，用于減小相應(yīng)的所述通道之間的電磁耦合。
3.如權(quán)利要求2所述的多通道射頻線圈裝置，其特征在于，相隔一個(gè)所述A型單元環(huán)或者B型單元環(huán)的的2個(gè)所述B型單元環(huán)的導(dǎo)電金屬條的相鄰的部分，分別接入相互耦合的電感，用于減小相應(yīng)的所述B型通道之間的電磁耦合。
4.如權(quán)利要求2所述的多通道射頻線圈裝置，其特征在于，相隔一個(gè)所述A型單元環(huán)的2個(gè)所述B型單元環(huán)的導(dǎo)電金屬條的相鄰的部分，通過串并聯(lián)電容相互連接，用于減小相關(guān)的所述B型通道之間的電磁耦合。
5.如權(quán)利要求2所述的多通道射頻線圈裝置，其特征在于，減小每2個(gè)相鄰的所述單元環(huán)的導(dǎo)電金屬條的重疊的部分，和/或改變每2個(gè)相鄰的所述單元環(huán)的導(dǎo)電金屬條的重疊的部分之間的距離，用于減小相應(yīng)的所述通道之間的電磁耦合。
6.如權(quán)利要求3、4或者5所述的多通道射頻線圈裝置，其特征在于，每一個(gè)所述通道中，還包括連接在所述單元環(huán)中的失諧電路和調(diào)諧電路；所述失諧電路用于當(dāng)所述射頻線圈裝置不工作時(shí)將該通道置于失諧狀態(tài)； 所述調(diào)諧電路用于當(dāng)所述射頻線圈裝置在工作狀態(tài)下將該通道諧振于磁共振頻率匕，并且與連接所述射頻線圈裝置的電路相匹配。
7.一種使用多通道射頻線圈裝置的磁共振成像系統(tǒng)，包括:產(chǎn)生靜態(tài)均勻磁場(chǎng)Btl的磁體；用于激發(fā)樣品發(fā)生共振和接收樣品發(fā)出的共振信號(hào)的射頻系統(tǒng)；用于在樣品空間產(chǎn)生梯度磁場(chǎng)、便于成像編碼的梯度系統(tǒng)；以及用于處理射頻接收線圈收集的信號(hào)、控制協(xié)調(diào)所述磁共振成像系統(tǒng)工作的計(jì)算機(jī)成像系統(tǒng)；其特征在于，所述射頻系統(tǒng)中包括權(quán)利要求1至6所述的任意一種多通道射頻線圈裝置。
【文檔編號(hào)】G01R33/36GK103645452SQ201310661730
【公開日】2014年3月19日 申請(qǐng)日期:2013年12月9日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月9日
【發(fā)明者】徐吉鑫, 張弘 申請(qǐng)人:深圳市特深電氣有限公司