用于mri的基于疊層設(shè)計的射頻線圈單元的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本發(fā)明涉及一種用于磁共振成像系統(tǒng)中的射頻線圈。
【背景技術(shù)】
[0002]在磁共振成像領(lǐng)域中，已知采用射頻線圈用于向受測試的核素發(fā)射射頻能量用于對核素的共振激勵并且用于接收由核素在激勵之后生成的射頻能量。所發(fā)射和接收的射頻能量具有符合拉莫爾頻率的頻率，拉莫爾頻率在本領(lǐng)域已知是由磁共振成像系統(tǒng)的局部磁場強度和被研究的核素的種類決定的。出于發(fā)射和接收的目的，射頻線圈包括具有基本上被調(diào)諧到拉莫爾頻率的電容器與電感器的組合的共振電路。
[0003]為了改善信噪比，在本領(lǐng)域已知利用能夠被定位到感興趣區(qū)域近端的局部射頻線圈。
[0004]出于這些目的，合乎期望的是擁有易于制作的緊湊設(shè)計的射頻線圈。
[0005]美國專利申請US2008/0143333公開了一種針對MR應(yīng)用的陣列天線。已知的陣列天線具有多個導(dǎo)體回路的回路段，它們被電容地耦合為電路板的導(dǎo)體跡線。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]因此，本發(fā)明的目標(biāo)是提供一種用于磁共振成像系統(tǒng)中的節(jié)約空間且易于制作的射頻線圈單元，并且在該射頻線圈單元中集成有共振回路。該目標(biāo)通過如獨立權(quán)利要求1中所限定的本發(fā)明的射頻線圈單元得以實現(xiàn)。
[0007]所述射頻線圈單元包括:至少一個電絕緣襯底；至少一個射頻線圈元件，其被形成為被設(shè)置在所述電絕緣襯底的第一側(cè)的導(dǎo)電圖案，并且被配置為充當(dāng)所述射頻線圈單元的電感元件。
[0008]所述射頻線圈單元還包括第一電容器元件，所述第一電容器元件被形成為在所述電絕緣襯底的所述第一側(cè)的導(dǎo)電圖案并且被通電連接到所述至少一個射頻線圈元件。此夕卜，所述射頻線圈單元包括第二電容器元件，所述第二電容器元件被形成為被設(shè)置在所述電絕緣襯底的第二側(cè)的導(dǎo)電圖案，所述第二側(cè)與所述第一側(cè)相反，其中，所述第一電容器元件與所述第二電容器元件在垂直于所述電絕緣襯底的表面的方向上至少部分地交疊。
[0009]所述至少一個射頻線圈元件、所述第一電容器元件和所述第二電容器元件為具有符合拉莫爾頻率的共振頻率的射頻共振電路的部分，所述拉莫爾頻率是由所述磁共振成像系統(tǒng)的磁場強度和被研究的核素的種類確定的。
[0010]本申請中使用的詞語“射頻”應(yīng)當(dāng)尤其被理解為在1MHz與1GHz之間的電磁波譜范圍。通過舉例的方式，針對頻繁被研究的質(zhì)子Oh)的拉莫爾頻率在it的局部磁場強度時約為42.6MHzo
[0011]以此方式，電容器元件能夠容易地被連接到被設(shè)計為電絕緣襯底上的導(dǎo)電圖案的所述射頻線圈元件，以便提供被調(diào)諧到所述拉莫爾頻率的射頻共振電路。尤其地，經(jīng)由用于連接的孔，能夠在所述射頻線圈單元的組件中省略被設(shè)置在所述至少一個電絕緣襯底的相反側(cè)的導(dǎo)電圖案。通過這樣，能夠提供用于磁共振成像系統(tǒng)中的節(jié)約空間且易于制作的射頻線圈單元，這是由于至少能夠減少一一如現(xiàn)有技術(shù)中需要的一一在射頻線圈元件與集總電容器之間的電氣連接的數(shù)目。
[0012]如本領(lǐng)域技術(shù)人員清楚的，所述射頻線圈單元也可以包括用于將來自外部設(shè)備的射頻功率提供到所述射頻單元的輸入端子，以及用于從所述射頻線圈單元提取射頻信號到外部環(huán)境以供評價的輸出端子。
[0013]在一個實施例中，所述至少一個電絕緣襯底可以被成形為平面板。在另一實施例中，其可以被成形為具有平行、彎曲表面的板，其中，曲率半徑被適配到感興趣對象的外部形狀。所述電絕緣襯底可以由塑料材料制成，該塑料材料可以通過被嵌入塑料材料的纖維得以增強。
[0014]在優(yōu)選的實施例中，所述射頻線圈元件、所述第一電容器元件、所述第二電容器元件，以及所述至少一個電絕緣襯底為疊層的。本申請中使用的詞語“疊層的”應(yīng)當(dāng)尤其被理解為通過熱、壓力、焊接或粘合劑被永久性地組裝。以此方式，能夠提供這樣的射頻線圈單元，其對由在磁共振成像過程之前(例如在感興趣對象處)布置所述射頻線圈單元期間的操作造成的所述射頻線圈元件、所述第一電容器元件、所述第二電容器元件與所述至少一個電絕緣襯底的相對位置的改變穩(wěn)健且不敏感。
[0015]在另一優(yōu)選的實施例中，所述射頻單元包括印刷電路板，其中，所述至少一個電絕緣襯底由所述印刷電路板的非導(dǎo)電襯底形成，并且其中，所述至少一個射頻線圈元件被形成為第一導(dǎo)電圖案并且所述第一電容器元件被形成為第二導(dǎo)電圖案，所述第一導(dǎo)電圖案和第二導(dǎo)電圖案被疊層到所述非導(dǎo)電襯底的第一側(cè)，并且其中，所述第二電容器元件被形成為被疊層到所述非導(dǎo)電襯底的與所述第一側(cè)相反的第二側(cè)的第三導(dǎo)電圖案。
[0016]通過這樣，能夠從可容易獲得的材料制作所述射頻線圈單元，這允許尤其容易的制作。所述印刷電路板的所述非導(dǎo)電襯底優(yōu)選地可以包括固化酚醛樹脂或固化環(huán)氧樹脂，它們中的每種都可以通過紙和/或玻璃纖維來增強。
[0017]在又另一實施例中，所述射頻線圈單元還包括第三電容器元件和第四電容器元件，其中，所述第三電容器元件被形成為被設(shè)置在所述電絕緣襯底的所述第二側(cè)的導(dǎo)電圖案，并且通過所述導(dǎo)電圖案被通電連接到所述第二電容器元件，并且其中，所述第四電容器元件被形成為被設(shè)置在所述電絕緣襯底的所述第一側(cè)的導(dǎo)電圖案，并且其中，所述第三電容器元件和所述第四電容器元件被配置為充當(dāng)所述射頻共振電路的部分。
[0018]通過這樣，兩個電容器元件能夠容易地以對稱的方式被連接到所述射頻線圈元件，這在關(guān)于電流密度的要求方面可以是有利的。
[0019]優(yōu)選地，所述第三電容器元件和所述第四電容器元件在垂直于所述電絕緣襯底的表面的所述方向上至少部分地交疊，以實現(xiàn)所述第二電容器的寬范圍的電容值，為所述共振電路提供大的設(shè)計自由度。
[0020]在再另一實施例中，所述第二電容器元件包括至少兩個相互絕緣的第二電容器元件部分，并且所述第三電容器元件包括至少兩個相互絕緣的第三電容器元件部分。另外，所述通電連接包括至少兩個導(dǎo)電圖案，并且所述至少兩個導(dǎo)電圖案中的每一個使所述兩個相互絕緣的第二電容器元件部分中的一個與兩個相互絕緣的第三電容器部分中的一個通電連接，其中，所述至少兩個導(dǎo)電圖案被設(shè)置為間隔關(guān)系。由所述第二電容器元件部分、所述第三電容器元件部分與所述橋圖案形成的所述結(jié)構(gòu)形成集成共振回路。值得注意的是，所述第二電容器元件部分與所述第三電容器元件部分被間隔開，從而在它們之間留有狹縫。所述橋圖案沿所述狹縫延伸并且形成在各自的第二電容器元件部分與第三電容器元件部分之間的通電連接。因此，形成被集成在所述層結(jié)構(gòu)(疊層或印刷電路板)中的共振回路。該集成共振回路的共振性質(zhì)(例如頻率、衰減和阻抗)指示所述交疊的電容器元件的局部電容值。
[0021]這種并入所述集成共振回路的設(shè)計能夠?qū)崿F(xiàn)合適的測試模式，其適用于獨立于所述共振電路在操作模式中的正常功能的所述電容器元件，并且指示所述電容器元件的電容值。
[0022]在合適的實施例中，射頻測試電流可以通過所述第一電容器元件、所述第二電容器元件部分、所述至少兩個導(dǎo)電圖案中的第一個、所述第三電容器元件部分、所述第四電容器元件、以及通過所述至少兩個導(dǎo)電圖案中的第二個來施加和驅(qū)動。所述電容器元件和所述至少一個射頻線圈元件形成可通過所述射頻測試電流激勵的第二射頻共振電路。對所述第二射頻共振電路確定的共振頻率取決于所述電容器元件的電容值，并且因此能夠被用于確定獨立于所述射頻線圈單元的正常功能的電容值。所述射頻測試電流可以通過使用開環(huán)控制電路并利用所述第二射頻共振電路的阻抗的改變，或者通過使用閉環(huán)控制電路來施加，其中，所述控制電路的控制信號是對所述第二射頻共振電路的阻抗的度量。一般而言，本領(lǐng)域技術(shù)人員看來合適的其他類型的控制電路或控制電