CN101082660A - 用于磁共振设备的双共振线圈装置 - Google Patents

用于磁共振设备的双共振线圈装置 Download PDF

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Abstract

用于磁共振设备的双共振线圈装置具有至少两个分别包含线圈导体(2a、3a、15a)的线圈(2、3、10、14、15、16)，至少一个第一电容(C1、C3)以及至少一个与另外的第二电容(C2)一起构成振荡回路的电感(L)被接入到该线圈导体中，其中两个相邻布置的线圈(2、3、10、14、15、16)的相互间隔的电感(L)构成变压器(4、12、17)，并且其中所述电容(C1、C2、C3)、所述电感(L)和所述电感(L)的间隔(d)如此被确定大小，使得每个线圈(2、3、10、14、15、16)都是双共振的并且至少两个线圈(2、3、10、14、15、16)通过所述变压器(4、12、17)相互去耦。

Description

用于磁共振设备的双共振线圈装置
技术领域
本发明涉及一种用于磁共振设备的双共振线圈装置，该双共振线圈装置具有至少两个分别包括线圈导体(Spulenleiter)的线圈，至少一个第一电容以及至少一个与另外的第二电容构成振荡回路的电感被接入到该线圈导体中。
背景技术
如果应当在磁共振中例如为了光谱分析(Spektroskopie)或图像拍摄而激励作为氢的其它核并接收其信号，则有利的是，检测线圈装置不仅对氢核敏感而且还对其它核种类(以下称为X核)敏感。于是例如可以首先拍摄用于定位的氢一览图并且然后例如进行X核光谱分析或X核图像拍摄。这种具有两个分离的共振频率的线圈装置称为双共振。
为了获得双共振线圈，已公开的是将电感和与该电感并联的第二电容的接入到线圈导体中。由此产生除了由该线圈导体本身和第一电容构成的振荡回路之外起作用的振荡回路。
通常在一个线圈装置中使用多个线圈。为了使这些线圈不相互影响，公开了用于使这些线圈相互去耦的去耦技术。首先公开的是，使线圈几何去耦。为此在相邻的线圈之间产生确定的重叠，该重叠如此来确定，使得穿过重叠区域的磁流恰好抵消由其它各线圈在另外的区域中所产生的磁流。此外还公开了电流去耦。在此，在线圈之间使用电流元件、例如电感元件。然而电流去耦不利地仅仅非常窄带地起作用，也即这种去耦只能针对一个频率来实现。此外，为了最终的去耦，复杂的平衡过程是必需的。最后公开的是通过变压器的去耦。通过变压器，线圈可以在没有电流连接的情况下被去耦。
如果在双共振线圈装置中采用通过变压器的去耦，则为了产生双共振以及为了去耦而需要附加的元件。然而线圈的品质为此而受损害。通过空载-负载品质比产生对线圈的信噪比的直接影响。
发明内容
因此，本发明所基于的任务在于，说明一种双共振线圈装置，该双共振线圈装置在线圈被去耦的情况下具有较高的线圈品质。
为了解决该任务，在开头所述类型的双共振线圈装置中，根据本发明规定，两个相邻布置的线圈的相互间隔的电感构成变压器，其中电容、电感、和电感的间隔如此被确定大小，使得每个线圈都是双共振的并且至少两个线圈通过该变压器而相互去耦。
也即根据本发明规定，被用于产生双共振的电感同时构成变压器，该变压器能够使线圈相互去耦。因此为了两个不同的目的而使用元件，使得总体上需要更少的元件。由此有利地降低空间需求，并且产生更低的成本。此外存在更少的错误源。
通过减少所使用的元件，附加地实现，各个线圈的品质更高，也就是说，达到更高的信噪比。利用根据本发明的线圈装置，甚至可以在氢图像拍摄时达到与在单纯的单共振氢线圈装置中可以达到的信噪比相同的信噪比。所使用的通过变压器的去耦此外还具有的优点是，既不需要电流连接，在相应去耦的位置处也不需要重叠，使得双共振线圈也可以被应用于由于结构决定的原因而不能重叠(几何去耦)的区域内。对此的一个例子是磁头线圈装置。磁头线圈装置大多具有至少两个相互分离的壳体部分，这些壳体部分之间的导电连接只能困难地加以实现。
根据本发明，电容、电感以及间隔如此被确定大小，使得每个线圈都是双共振的并且至少两个线圈通过变压器来相互去耦。为此，不同元件的相互调谐是必要的。要说明的是，通过添加大多用线圈来实现的电感，在单独设置的线圈中产生与在根据本发明的两个电感被组合为一个变压器的情况下不同的共振频率。于是在此需要另一匹配来获得所期望的共振频率。
对于第二电容的组成来说，存在不同的可能性。一方面，第二电容可以是电感的固有电容。于是不需要其它元件、例如另一个电容器，而是使用总归被接入的电感的固有电容。每个电感通过其固有电容而自身作为一个振荡回路起作用。因此在此节省另外的元件。
然而，替代地，该第二电容也可以由该电感的固有电容和至少一个与该电感并联的电容组成。为了进一步匹配该第二电容，在此还中间连接附加的元件，这能够实现该第二电容的更精确的大小确定。
为了在对称装置中也实现布线的改善的对称并且因此实现更容易的调谐，可以规定，该第一电容和/或该第二电容分别是相同大小的。
利用特殊的优点，所述间隔和/或电容和/或电感可以是可变的。于是还可以在结束双共振线圈装置的制造之后进行精细调谐，和/或还可以设定该双共振的其它共振频率。
如果该双共振线圈装置包括多于两个的线圈，那么所使用的通过变压器的去耦可以与其它的去耦方式相组合。因此去耦可以例如部分地通过几何去耦并且部分地通过经由变压器去耦来实现。当设置有至少四个矩阵式布置的线圈时，这尤其可以有利地被应用。于是水平和垂直相邻的线圈可以通过重叠来去耦，而对角相邻的线圈通过变压器来去耦。
当一个线圈应当通过变压器与多个线圈去耦时，通常还可以将多个具有第二电容的电感接入到唯一的线圈导体中。当三个相邻的线圈应当相互去耦时，这例如是必要的。这三个线圈中的中间的线圈于是在其线圈导体中具有两个被接入的电感，而只有一个电感被接入到外部的线圈的线圈导体中。
附图说明
本发明的其它优点和细节由下面所描述的实施例以及借助附图得出。其中：
图1示出根据第一实施例的双共振线圈装置的电路图；
图2示出图1的变压器去耦的大大简化的等效电路图；
图3示出根据第二实施例的双共振线圈装置的电路图；
图4示出根据第三实施例的双共振线圈装置的大大简化的电路图；以及
图5示出根据第四实施例的双共振线圈装置的电路图。
具体实施方式
图1示出一种双共振线圈装置1的电路图，在此该双共振线圈装置包括两个线圈2和3。第一电容C1分别被接入到线圈导体2a、3a中的每一个中。此外，电感L也分别被接入到线圈导体2a和3a中。这两个电感L相互构成一个变压器4。在此，这两个电感相距间隔d。通过该变压器4，线圈2和3相互去耦。
此外，电感L中的每一个都包括固有电容8，该固有电容在此用虚线来表示。该固有电容构成第二电容C2，该第二电容与电感L共同构成振荡回路。
该电容C1、C2、电感L和间隔d在此如此被确定大小，使得每个线圈2、3以相同的频率来双共振，并且线圈2、3通过该变压器4相互去耦。
通过变压器去耦的原理可以从图2中的原理等效电路图中更详细地获悉。如果线圈2、3发送或接收，那么电流I2或I3在线圈导体2a、3a中流动。在信号抽头上截取电压U2和电压U3。这样的两个线圈2、3在原理上相互构成变压器5，也即，电流I2在线圈3中感生在此用U23来表示的电压。同样自然也适用于电流I3，该电流I3在线圈2中感生电压U32。然而在该双共振线圈装置1中还包括变压器4。在该变压器4中由于相应的电流而同样产生电压UTrafo，2或UTrafo，3。为了使线圈2、3去耦，必须满足条件U23+UTrafo，3＝0或U32+UTrafo，2＝0。该条件是不依赖于频率的。
电容C1和C2、电感L和间隔d现在如此来设计，使得满足该条件并且同时两个线圈是双共振的。
图3示出双共振线圈装置6的第二实施例。在此与第一实施例不同，除了第一电容C1外，还有另一电容7被接入到线圈2、3的线圈导体2a、3a中，该另一电容7与电感L并联。第二电容C2在此由电容7和电感L的固有电容8构成。电容C1、C2、电感L和间隔d又如此被确定大小，使得两个线圈2、3是双共振的并且是相互去耦的。
图4示出具有四个矩阵式布置的线圈10的双共振线圈装置9的简化电路图。在此，垂直或水平相邻的线圈分别通过重叠11来几何去耦。对角相邻的线圈分别通过上述的变压器12来去耦，该变压器12在此为了清楚起见而仅仅大体上被示出。每个变压器12在此又由电感L构成，其中该电感L不仅是变压器12的一部分，而且用于对角相邻的线圈10的相互去耦。与此相应地，电容、电感和电感之间的间隔在此也如此被确定大小，使得所有的线圈10相互去耦并且所有的线圈10在相同的两个频率时是双共振的。
最后，图5示出双共振线圈装置13的第四实施例，该双共振线圈装置在这种情况下包含三个线圈14、15和16。为了能够使所有的线圈通过由两个具有固有电容C2的电感L构成的电容器17而去耦，两个电感L被接入到中间的线圈15的线圈导体15a中。此外，在中间的线圈导体中还接入了两个电容C3，这两个电容与在外部的线圈导体14、16中所接入的电容C1不同。电容C1、C2、C3、电感L和间隔d在该实施例中也如此被确定大小，使得每个线圈14、15、16在相同的频率时是双共振的并且线圈14、15、16通过变压器17相互去耦。
在所有的所示出的实施例中，可以使用可变的电容和/或可变的电感(可变电感器)。此外，变压器中的电感之间的间隔也可以是可变的。于是不仅可以进行双共振或去耦的精细调节，而且可以调节到例如另外的频率上。

Claims (7)

1.用于磁共振设备的双共振线圈装置，该双共振线圈装置具有至少两个分别包含线圈导体(2a、3a、15a)的线圈(2、3、10、14、15、16)，至少一个第一电容(C1、C3)以及至少一个与另外的第二电容(C2)一起构成振荡回路的电感(L)被接入到所述线圈导体中，其特征在于，两个相邻布置的线圈(2、3、10、14、15、16)的相互间隔的电感(L)构成变压器(4、12、17)，其中所述电容(C1、C2、C3)、所述电感(L)和所述电感(L)的间隔(d)如此被确定大小，使得每个线圈(2、3、10、14、15、16)都是双共振的并且至少两个线圈(2、3、10、14、15、16)通过所述变压器(4、12、17)相互去耦。
2.根据权利要求1所述的双共振线圈装置，其特征在于，所述第二电容(C2)是所述电感(L)的固有电容(8)。
3.根据权利要求1所述的双共振线圈装置，其特征在于，所述第二电容(C2)由所述电感(L)的固有电容(8)和至少一个与所述电感(L)并联的电容(7)组成。
4.根据前述权利要求之一所述的双共振线圈装置，其特征在于，所述第二电容(C2)是相同大小的。
5.根据前述权利要求之一所述的双共振线圈装置，其特征在于，所述第一电容(C1、C3)是相同大小的。
6.根据前述权利要求之一所述的双共振线圈装置，其特征在于，所述间隔(d)和/或所述电感(L)和/或所述电容(C1、C2、C3)是可变的。
7.根据前述权利要求之一所述的双共振线圈装置，其特征在于，设置有至少四个矩阵式布置的线圈(10)，其中水平和垂直相邻的线圈(10)通过重叠(11)来去耦，并且对角相邻的线圈(10)通过变压器(12)来去耦。
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