CN101520497A - 一种鸟笼式多通道体线圈 - Google Patents

一种鸟笼式多通道体线圈 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种鸟笼式多通道体线圈，包括复数个线圈单元，所述复数个线圈单元构成一圆柱形，并在该圆柱侧面的圆周方向上依次相连；所述各线圈单元上设置有通过调节其电容值大小可去除各线圈单元之间的耦合的电容器。应用本发明所述多通道体线圈，能够简单方便地去除各线圈单元之间的耦合。

Description

一种鸟笼式多通道体线圈
技术领域
本发明涉及磁共振成像(MRI，Magnetic Resonance Image)技术中的线圈，尤其涉及一种鸟笼式多通道体线圈。
背景技术
在现有多通道体线圈的设计中，鸟笼式(birdcage)线圈是一种比较简单而又得到广泛应用的设计方式。图1为现有鸟笼式多通道体线圈的示意图。如图1所示，该鸟笼式多通道体线圈整体呈圆柱形，包括在圆柱侧面的圆周方向上依次相连的8个线圈单元101，通常，这8个线圈单元101的大小彼此相同。当然，图1所示仅为举例说明，在实际应用中，线圈单元101的个数可根据实际需要进行设置。
鸟笼式多通道体线圈能够产生其它多通道体线圈无法比拟的均匀射频场。但是，采用这种设计方式后，其中一个线圈单元产生的场会对其它线圈单元产生的场造成影响，也就是说，鸟笼式多通道体线圈中的不同线圈单元之间会存在耦合，从而影响扫描过程中的信号发射与接收。为此，现有技术中通常采用巴特勒(Buttler)矩阵(Matrix)电路技术来解决这一问题。即，将鸟笼式多通道体线圈中采集到的信号通过一个单独的巴特勒矩阵电路进行处理后再输出。
由于耦合的存在，通过鸟笼式多通道体线圈采集到的各路信号中都会混有多种模式，造成场的不均匀，所以，在巴特勒矩阵电路技术中，通过傅立叶变换(Fourier Transform)方法得到信号的频谱，进而完成对独立模式的信号的接收，从而克服耦合造成的影响。但是，巴特勒矩阵电路技术的硬件实现非常复杂，在实际使用时非常不方便。
发明内容
有鉴于此，本发明的主要目的在于提供一种鸟笼式多通道体线圈，能够简单方便地去除各线圈单元之间的耦合。
为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：
一种鸟笼式多通道体线圈，包括复数个线圈单元，所述复数个线圈单元构成一圆柱形，并在该圆柱侧面的圆周方向上依次相连；所述各线圈单元上设置有通过调节其电容值大小可去除各线圈单元之间的耦合的电容器。
所述电容器包括：第一电容器、第二电容器以及第三电容器；
其中，所述第一电容器的个数与所述鸟笼式多通道体线圈中的线圈单元的个数相同，分别位于所述各个线圈单元中位于圆柱同一底面的边缘上；
所述第二电容器的个数与所述鸟笼式多通道体线圈中的线圈单元的个数相同，分别位于每两个相连线圈单元的相连边缘上；
所述第三电容器的个数与所述鸟笼式多通道体线圈中的线圈单元的个数相同，分别位于所述各个线圈单元中位于圆柱另一底面的边缘上。
较佳地，所述第二电容器分别位于所述每两个相连线圈单元的相连边缘的中间位置。
另外，所述鸟笼式多通道体线圈上进一步包括：用于调节所述鸟笼式多通道体线圈与外部设备之间的信号耦合程度的第四电容器；
所述第四电容器的个数与所述鸟笼式多通道体线圈中的线圈单元的个数相同，分别位于所述各线圈单元中的第三电容器所在边缘上。
可见，采用本发明的技术方案，在鸟笼式多通道体线圈上设置复数个电容器，通过对电容器的电容值进行调节，可去除各线圈单元之间的耦合。与现有技术相比，本发明所述方案不但能够有效去除各线圈单元之间的耦合，而且实现起来简单方便，便于实际使用。
附图说明
下面将通过参照附图详细描述本发明的优选实施例，使本领域的普通技术人员更清楚本发明的上述及其它特征和优点，附图中：
图1为现有鸟笼式多通道体线圈的示意图；
图2为本发明实施例所述鸟笼式多通道体线圈的示意图；
图3为采用本发明实施例所述鸟笼式多通道体线圈对水模进行成像后得到的图像示意图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
为解决现有技术中存在的问题，本发明中提出一种新型的鸟笼式多通道体线圈，该鸟笼式多通道体线圈包括复数个线圈单元，这些线圈单元构成一圆柱形状，并在该圆柱侧面的圆周方向上依次相连。其中，每个线圈单元上均设置有电容器，通过对电容器的电容值进行调节能够有效去除各线圈单元之间的耦合。需要注意的是，本发明所述的圆柱形、圆柱不仅包括几何学上严格的“圆柱形”、“圆柱”(其横截面为圆形)，还包含那些横截面为椭圆、多边形等近似为圆形的“圆柱形”、“圆柱”。
具体来说，所设置的电容器包括：第一电容器、第二电容器以及第三电容器。其中，第一电容器的个数与多通道体线圈中的线圈单元的个数相同，分别位于各个线圈单元中位于鸟笼同一底面的边缘上；第二电容器的个数与鸟笼式多通道体线圈中的线圈单元的个数相同，分别位于各个线圈单元中每两个相连线圈单元相连的边缘上；第三电容器的个数与鸟笼式多通道体线圈中的线圈单元的个数相同，分别位于各个线圈单元中位于鸟笼另一底面的边缘上，即与第一电容器所在边缘相对的另一边缘上。其中，第二电容器用于去除各线圈单元之间的相邻耦合；第一电容器和第三电容器用于去除各线圈单元之间的非相邻耦合(除与自身相邻的两个线圈单元以外的其它线圈单元之间的耦合)。此外，与现有鸟笼式多通道体线圈相同，本发明所述鸟笼式多通道体线圈还可以进一步包括：用于调节鸟笼式多通道体线圈与外部设备之间的信号耦合程度的第四电容器。第四电容器的个数与鸟笼式多通道体线圈中的线圈单元的个数相同，并与各线圈单元中的第三电容器位于同一边缘上。
下面通过具体的实施例对本发明所述方案作进一步地详细说明：
图2为本发明实施例所述鸟笼式多通道体线圈的示意图。如图2所示，该鸟笼式多通道体线圈呈圆柱形，包括在圆柱侧面的圆周方向上依次相连的8个线圈单元，而且，这8个线圈单元的大小彼此相等。当然，图2所示鸟笼式多通道体线圈的结构仅用于举例说明，并不用于限制本发明的技术方案。
如图2所示，按照从上到下的顺序，该鸟笼式多通道体线圈上设置有四组电容器，即：Cf1 201、C 202、Cf2 203以及Cp 204，每组电容器的个数均为8个。8个Cf1 201分别位于8个线圈单元的顶部边缘上；8个C 202分别位于每两个相连线圈单元相连接的边上，通常为相连边的中间位置；8个Cf2 203以及Cp 204分别位于8个线圈单元的底部边缘上。需要说明的是，属于同一组的8个电容器无论是在结构，还是在调节方式以及最终调节到的值等方面都是完全一致的。
其中，C 202用于去除各线圈单元之间的相邻耦合；Cf1 201和Cf2 203用于去除各线圈单元之间的非相邻耦合，并可用于调节扫描过程中的信号频率，即调频。在现有技术中，鸟笼式多通道体线圈上没有设置Cf1 201和Cf2 203，通常由Cp 204来完成调频功能，具体实现方式不再赘述。在实际应用中，Cf2 203以及Cp 204的位置没有具体要求，也就是说，并不是一定要如图2所示将Cf2 203设置在Cp 204的左侧，或将Cf2 203设置在Cp204的同一侧。只是对应不同的设置方式时，最终调节到的值可能会有所不同。
通过调节Cf1 201、C 202以及Cf2 203的电容值大小，即可去除各线圈单元之间的耦合。具体调节方式以及将各个电容器的电容值具体调节为多大需要视实际情况而定。这与多通道体线圈的具体构成，比如，由几个线圈单元组成以及各线圈单元的大小等因素有关。另外，在调节过程中，还要防止出现过补偿现象。以C 202为例，通常情况下，将C 202的值调小能够减少各线圈单元之间的相邻耦合，即能够对各线圈单元之间的相邻耦合起到补偿作用，但是如果调节过小，又会造成过补偿现象的出现，从而使得各线圈单元之间的相邻耦合不降反升，所以，具体调节方式需要视实际情况而定。
在实际应用中，针对某一结构的鸟笼式多通道体线圈，可以将Cf1 201、C 202以及Cf2 203设置为一系列的不同值，分别试验当Cf1 201、C 202以及Cf2 203设置为不同值时的去耦合效果，如果某一次试验得到的去耦合效果处于能够接受的范围内，比如，耦合值小于预先设置的阈值，则可将此时对应的Cf1 201、C 202以及Cf2 203值确定下来。此后，即可利用该鸟笼式多通道体线圈进行扫描。当然，如果需要，也可以在扫描过程中对上述通过试验确定下来的Cf1 201、C 202以及Cf2 203的值按需要进行微调。Cp 204用于调节多通道体线圈与外部设备，如发射机和接收机之间的信号耦合程度，其最佳电容值也可通过试验确定。
比如，对于图2所示鸟笼式多通道体线圈，通过多次试验，可以将Cf1 201、C 202、Cf2 203以及Cp 204的值分别确定为：Cf1 201＝89pf、C 202＝218pf、Cf2 203＝190pf、Cp204＝220pf。此时，各线圈单元之间的最大耦合仅为负16dB(-16dB)，在可以接受的范围之内。其中，pf为电容单位皮法。
图3为采用本发明实施例所述鸟笼式多通道体线圈对水模进行成像后得到的图像示意图，该图像为矢状面图像。如图3所示，其中，图像四周的黑色区域为背景，中间近似长方形的区域为所需图像。从图3可以看出，采用本发明实施例所述调节鸟笼式多通道体线圈自身电容器的方法来去除各线圈单元之间的耦合的方式，可以得到在一定范围内信噪比均匀的图像，说明本发明实施例所述方案是实际可行的。
总之，采用本发明的技术方案，通过调节鸟笼式多通道体线圈中各个电容器的具体电容值，即可有效去除各线圈单元之间的耦合，从而省掉了现有技术中繁琐的巴特勒矩阵电路，简化了设计；另外，采用本发明所述鸟笼式多通道体线圈后，调试和生产将更加简单方便。
需要说明的是，上述实施例仅用于举例说明，并不用于限制本发明的技术方案。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (4)

1、一种鸟笼式多通道体线圈，包括复数个线圈单元，所述复数个线圈单元构成一圆柱形，并在该圆柱侧面的圆周方向上依次相连；其特征在于，所述各线圈单元上设置有通过调节其电容值大小可去除各线圈单元之间的耦合的电容器(201，202，203)。
2、根据权利要求1所述的鸟笼式多通道体线圈，其特征在于，所述电容器(201，202，203)包括：第一电容器(201)、第二电容器(202)以及第三电容器(203)；
所述第一电容器(201)的个数与所述鸟笼式多通道体线圈中的线圈单元的个数相同，分别位于所述各个线圈单元中位于圆柱同一底面的边缘上；
所述第二电容器(202)的个数与所述鸟笼式多通道体线圈中的线圈单元的个数相同，分别位于每两个相连线圈单元的相连边缘上；
所述第三电容器(203)的个数与所述鸟笼式多通道体线圈中的线圈单元的个数相同，分别位于所述各个线圈单元中位于圆柱另一底面的边缘上。
3、根据权利要求2所述的鸟笼式多通道体线圈，其特征在于，所述第二电容器(202)分别位于每两个相连线圈单元的相连边缘的中间位置。
4、根据权利要求2或3所述的鸟笼式多通道体线圈，其特征在于，进一步包括：用于调节所述鸟笼式多通道体线圈与外部设备之间的信号耦合程度的第四电容器(204)；
所述第四电容器(204)的个数与所述鸟笼式多通道体线圈中的线圈单元的个数相同，分别位于各线圈单元中的第三电容器(203)所在边缘上。
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