用于開放式磁共振成像系統(tǒng)的多通道射頻線圈的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及磁共振成像領(lǐng)域，尤其涉及一種用于開放式磁共振成像系統(tǒng)的多通道射頻線圈。
【背景技術(shù)】
[0002]磁共振成像(MRI，英文全稱:Magnetic Resonance Imaging)具有高度的軟組織對比度、精確的空間和時間分辨力、任意平面三維成像能力、對流動及溫度的敏感性、腦功能成像和無電離輻射等優(yōu)勢，給病灶的診斷帶來了很大方便，成為影像導(dǎo)引手術(shù)的首選。開放式MRI的出現(xiàn)，使術(shù)中“實時”(real-time)成像成為可能，同時開放式MRI系統(tǒng)，提供更大的檢查空間，適合肥胖和患幽閉恐懼癥患者。
[0003]射頻線圈是成像系統(tǒng)的一個重要元件，其提供了兩個作用，一是在拉莫爾頻率產(chǎn)生射頻脈沖來激發(fā)物體中的質(zhì)子，提供這種作用的線圈，通常將它稱作發(fā)射線圈；另外一種則是用來接收由物體中的質(zhì)子在同樣的頻率下所發(fā)出的射頻信號，具有這種作用的線圈被稱作接收線圈。其中，接收線圈通常采用表面線圈，由于表面線圈包括不同形狀的單圈或螺旋形狀，體積比較小，只會接收到附近的噪聲信號，所以具有高信噪比。
[0004]接收線圈作為接收鏈的最前端，對成像質(zhì)量有著舉足輕重的作用，直接影響圖像和信噪比。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容和電感。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，并且在線圈內(nèi)部具有均勻的電磁場分布，引出的諧振信號具有良好的信噪比，從而獲得清晰無畸變的樣品圖像；當接收線圈不工作時，處于失諧狀態(tài)，不會干擾發(fā)射線圈和系統(tǒng)中其它設(shè)備的工作。
[0005]相控陣線圈是由兩個以上的小線圈或線圈單元組成的線圈陣列。這些線圈可以彼此鄰接組成一個大的成像區(qū)間，使其有效空間增大，各線圈也可以相互分離。但無論哪一種連接方法，其中的每一個小線圈均可以同時接收對應(yīng)小區(qū)域的信號，且在信號采集后，通過圖像融合的方法使之相互聯(lián)系，這里的每個線圈單元均可作為獨立線圈看待，該獨立線圈中的噪聲僅來源于所對應(yīng)的小區(qū)域，因此有很高的信噪比。但是每個線圈單元之間的相互耦合比較復(fù)雜，如果各個線圈單元之間不能消除耦合，相控陣線圈就不能正常工作。而且由多個線圈單元圍合的成像區(qū)域內(nèi)部空間射頻電磁場分布的均勻性也是線圈的主要性能指標。
[0006]相控陣射頻線圈既具有表面線圈的優(yōu)點，又能提供較大的感興趣區(qū)域，同時可以與多種并行成像技術(shù)相結(jié)合，與其他種類線圈相比較具有高信噪比，高圖像空間分辨率，快速成像的特點。然而目前大多數(shù)多通道相控陣線圈的設(shè)計都是針對超導(dǎo)高場MRI系統(tǒng)，其主磁場的方向為沿軸向方向；由于以永磁體為代表的開放式MRI主磁場方向為徑向方向，加之其操作空間的限制，用于高場MRI的多通道射頻線圈不能直接用在開放式MRI系統(tǒng)中。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明提供一種用于開放式磁共振成像系統(tǒng)的多通道射頻線圈，以解決上述技術(shù)冋題。
[0008]為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種用于開放式磁共振成像系統(tǒng)的多通道射頻線圈，工作于磁共振頻率&，主磁場強度為Btl的開放式磁共振成像系統(tǒng)中，包括四組第一線圈，所述四組第一線圈圍合在成像區(qū)域外圍的柱面上，其中每兩組所述第一線圈設(shè)置于主磁場方向的同一側(cè)，所述主磁場方向兩側(cè)的第一線圈沿主磁場方向?qū)ΨQ設(shè)置。
[0009]較佳地，每組第一線圈由η個第一線圈單元上下排列組成，其中η為正整數(shù)，每個第一線圈單元中心的磁場方向與主磁場方向的夾角均相同，且為50°?65°。
[0010]較佳地，每個第一線圈單元中心的磁場方向與主磁場方向的夾角為60°。
[0011]較佳地，位于主磁場方向同一側(cè)的兩組第一線圈之間還設(shè)有第二線圈。
[0012]較佳地，每組所述第二線圈由m個第二線圈單元上下排列組成，其中m為正整數(shù)。
[0013]較佳地，位于主磁場方向同一側(cè)的相鄰的兩個線圈單元之間有重疊部分。
[0014]較佳地，每兩個相鄰的線圈單元之間導(dǎo)電銅帶線相鄰處，分別接入相互耦合的電感或通過串并聯(lián)電容相互連接。
[0015]較佳地，相隔一個線圈單元的兩個線圈單元之間通過T型網(wǎng)絡(luò)相互連接。
[0016]較佳地，所述線圈單元中連接有調(diào)諧電路、匹配電路和失諧電路。
[0017]較佳地，所述第一線圈圍成的區(qū)域外側(cè)套設(shè)有赫姆霍茲線圈、鞍型線圈或環(huán)形線圈，所述赫姆霍茲線圈、鞍型線圈或環(huán)形線圈產(chǎn)生的磁場方向與所述第一線圈產(chǎn)生的磁場方向垂直。
[0018]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明提供的一種用于開放式磁共振成像系統(tǒng)的多通道射頻線圈，工作于磁共振頻率&，主磁場強度為Btl的開放式磁共振成像系統(tǒng)中，包括四組第一線圈，所述四組第一線圈圍合在成像區(qū)域外圍的柱面上，其中每兩組所述第一線圈設(shè)置于主磁場方向的同一側(cè)，所述主磁場方向兩側(cè)的第一線圈沿主磁場方向?qū)ΨQ設(shè)置。本發(fā)明采用四組第一線圈對稱分布的結(jié)構(gòu)，使得多通道射頻線圈作為一個整體結(jié)構(gòu)統(tǒng)一，在感興趣區(qū)域產(chǎn)生均勻的磁場，從而使得整個射頻線圈成像區(qū)域的圖像更加均勻，以適用于開放式磁共振成像系統(tǒng)中。同時，采用了多種去耦方法，使得各線圈工作在相互獨立的狀態(tài)，提高了線圈的信噪比。
【附圖說明】
[0019]圖1為本發(fā)明實施例一的用于開放式磁共振成像系統(tǒng)的多通道射頻線圈的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0020]圖2為本發(fā)明實施例一的用于開放式磁共振成像系統(tǒng)的俯視圖；
[0021]圖3a?3c分別為線圈單元之間三種去耦方式的示意圖；
[0022]圖4為線圈單元中調(diào)諧電路、匹配電路和失諧電路的示意圖；
[0023]圖5為本發(fā)明實施例二的用于開放式磁共振成像系統(tǒng)的多通道射頻線圈的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0024]圖6為本發(fā)明實施例二的用于開放式磁共振成像系統(tǒng)的俯視圖。
[0025]圖1-4中:110-第一線圈單元、111-第一調(diào)諧電路、112-第二調(diào)諧電路、113-第一失諧電路、114-第二失諧電路、115-匹配電路、116-第一電感、117-第二電感、120-填充區(qū)域、130-重疊部分；
[0026]圖5-6中:210-第一線圈單元、220-重疊部分、230-赫姆霍茲線圈。
【具體實施方式】
[0027]為了更詳盡的表述上述發(fā)明的技術(shù)方案，以下列舉出具體的實施例來證明技術(shù)效果；需要強調(diào)的是，這些實施例用于說明本發(fā)明而不限于限制本發(fā)明的范圍。
[0028]實施例一
[0029]本發(fā)明提供的一種用于開放式磁共振成像系統(tǒng)的多通道射頻線圈，如圖1和圖2所示，工作于磁共振頻率&，主磁場強度為Btl的開放式磁共振成像系統(tǒng)中，包括四組第一線圈，較佳地，請重點參考圖2，每組第一線圈由η個第一線圈單元110上下排列組成，其中η為正整數(shù)(圖1和2中均為η = I的情況)，四個所述第一線圈單元110圍合在成像區(qū)域外圍的柱面上，其中每兩個第一線圈單元110設(shè)置于主磁場Btl方向的同一側(cè)，所述主磁場B。方向兩側(cè)的第一線圈單元110沿主磁場Btl方向?qū)ΨQ設(shè)置。本發(fā)明采用四組第一線圈對稱分布的結(jié)構(gòu)，使得多通道射頻線圈作為一個整體結(jié)構(gòu)統(tǒng)一，在感興趣區(qū)域產(chǎn)生均勻的磁場，從而使得整個射頻線圈成像區(qū)域的圖像更加均勻，以適用于開放式磁共振成像系統(tǒng)中。
[0030]較佳地，每個第一線圈單元110中心的磁場方向(圖2中虛線所示)與主磁場B。方向的夾角為50°?65°，最優(yōu)為60°，此時成像區(qū)域的圖像最為均勻。
[0031]由上述描述可知，當?shù)谝痪€圈單元110的角度(50°?65° ) —定時，其弧長I會決定每個第一線圈單元110覆蓋的區(qū)域，當?shù)谝痪€圈單元110的弧長I較長時，位于主磁場Btl方向同一側(cè)的第一線圈單元110之間會有重疊部分，請參考圖5和圖6，這種情況將在實施例二中重點描述；另一種情況是當?shù)谝痪€圈單元110的弧長I較短時，位于主磁場Btl方向同一側(cè)的兩組第一線圈單元110之間會有填充區(qū)域120，此時，需要在位于主磁場Btl方向同一側(cè)的兩組第一線圈之間(即填充區(qū)域120內(nèi))填充第二線圈(未圖示)，較佳地，每組所述第二線圈由m個第二線圈單元上下排列組成，其中m為正整數(shù)，當然，所述第二線圈單元的數(shù)量，將由所述填充區(qū)域120的大小以及各個第二線圈單元的弧長所決定，此處不予限定。也就是說，通過第一線圈單元110的對稱排布，必要時候增加第二線圈單元進行填充，實現(xiàn)在感興趣區(qū)域產(chǎn)生均勻的磁場的作用。
[0032]上述的每個線圈單元(以下均包括第一線圈單元110和第二線圈單元)作為一個通道；且每個線圈單元均可以單獨工作，也可以同時工作；每個線圈單元既可以作為發(fā)射線圈使用，也可以作為接收線圈使用。
[0033]由于每個線圈單元之間會產(chǎn)生相互耦合，影響成像效果，故提供三種去耦合的方法，具體如下:
[0034]第一種，請重點參考圖3a，位于主磁場Btl方向同一側(cè)的相鄰的兩個線圈單元之間有重疊部分