CN102499684A - 一种用于小型软体射频线圈的频率调谐方法及设备 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种用于小型软体射频线圈的频率调谐方法及设备，其特征在于，采用了变容二极管来取代可调电容，变容二极管的作用与可调电容相同，通过调整加在所述变容二极管两端的反偏电压，相当于调整可调电容的容值大小，以达到调整射频天线单元串联谐振的频率。本发明结构简单，调试方便，适合体积小的柔软线圈。
Description
技术领域
本发明属于高端医学成像领域，具体涉及一种用于小型软体射频线圈的频率调谐方法及设备。
背景技术
磁共振系统是一种高端的医学成像设备。其中，射频接收线圈是磁共振系统的一个非常重要的部件。射频接收线圈在其中的作用可以比喻成人的眼睛，影像的最终清晰度直接跟它的信噪比（灵敏度）成正比。射频接收线圈可根据扫描部位的名称命名，多种多样。在扫描人体不同部位的时候，一般需要用专用的线圈，比如扫描头部的线圈称为头部线圈、扫描膝关节的线圈称为膝关节线圈，还有心脏线圈、脊柱线圈等等。为了提高信噪比（灵敏度），一般线圈需要尽量贴近诊断的部位，这样一种特殊的线圈就体现出它们的价值了，这就是软体线圈。软体线圈是指外壳材料和里面的大部分电路板都采用柔性材料加工制造而成。这种线圈可以放置在各种特殊部位上，使得它们既能够贴近需要诊断的部位，又不会让病人有不舒服的感觉。比如，可以放一个软体线圈在病人的腹部、心脏或脖子上，然后用固定绑带将线圈固定贴近在这些部位上，获得良好的成像效果。射频接收线圈有1个或多个射频串联谐振天线单元组成，每个天线单元都需要调谐到一个比较精确的谐振频率上，才能获得良好的接收效果。如果天线单元的谐振频率偏移了系统要求的特定频率，将直接影响到射频线圈的信噪比（灵敏度）。图1是一个最基本的串联谐振天线单元结构图，图2是它的等效电路。从图1可以看出，最基本的谐振天线单元至少有三部分构成：粗线条的良导体（比如铜皮、铜线或银线等）、电阻R（由导体内阻和负载电阻组成）、谐振电容C。其中粗线条的良导体又可等效为图2中的电感L。线圈的串联谐振频率由串联电感L和电容C（或C1和C2）来确定。前面已经说过，为了获得良好的成像效果，需要将天线单元精确调谐到某个系统要求的特定频率上，而实际的固定电容元器件或多或少都有一些误差，仅有固定电容很难将每个线圈的频率都精确到系统频率上。为了解决这个问题，工程实现上往往是通过在固定电容旁边并联可调电容来微调谐振频率，使得每个线圈的频率都能精确到系统频率上。采用可调电容来微调线圈频率的方法对硬壳线圈来说实现起来非常简单。将可调电容放入线圈中，在生产的时候，工人把外壳打开，只需要简单地旋转可调电容，就可让线圈频率调谐地非常精确。但如果设计的线圈是柔性线圈，特别是柔性线圈尺寸还较小，不希望带有硬壳，或希望硬壳尽量小的情况下，采用可调电容就比较麻烦了，比如颈动脉柔性线圈。因为人的颈部面积相对较小，而且人与人之间，颈部的大小和长短差异性比较大，颈动脉线圈一般都采用面积较小的柔性线圈。这样可以把线圈放置在不同人的脖子上，并且能把线圈弯曲成不同的形状，以适应不同病人的脖子。目前的颈动脉线圈通常采用图3的设计：图3中的空白区域采用柔性材料，阴影区域采用硬壳材料，将可调电容等元器件放在硬壳里面。线圈生产调试的时候将硬壳打开，把可调电容调到合适大小。但这种线圈因为采用了硬壳，而且因为各种原因，硬壳还不能太小，这样会影响柔性线圈的实用性和舒适性。
发明内容
本发明目的是：提供一种结构简单，调试方便，适合体积小的柔软线圈的小型射频线圈的频率调谐方法及设备。
本发明的技术方案是：一种用于小型软体射频线圈的频率调谐方法，其特征在于，采用了变容二极管来取代可调电容，变容二极管的作用与可调电容相同，通过调整加在所述变容二极管两端的反偏电压，相当于调整可调电容的容值大小，以达到调整射频天线单元串联谐振的频率。。
一种射频线圈，包括1个或多个射频串联谐振天线单元，所述射频串联谐振天线单元至少由三部分构成：粗线条的良导体、电阻R和谐振电容C，其特征在于，所述射频串联谐振天线单元还包括变容二极管，所述变容二极管的作用与可调电容相同。
进一步的，所述射频串联谐振天线单元包在柔性壳体内，用于调节射频串联谐振天线单元的频率的导线从变容二极管两端引出
本发明的优点是：
结构简单，调试方便，适合体积小的柔软线圈。
附图说明
下面结合附图及实施例对本发明作进一步描述：
图1为最基本的串联谐振天线单元结构图。
图2为最基本的串联谐振天线单元结构等效电路图。
图3为目前的颈动脉线圈通常采用的设计。
图4为本发明的射频线圈的频率调谐方法电路图。
图5为采用本发明方法的全柔性线圈。
具体实施方式
实施例：采用了变容二极管来替代可调电容。变容二极管的原理是当二极管两端存在一个反偏的电压时，二极管会呈现一种电容特性，也是就二极管可以等效成一个电容。而且这个电容的大小跟反偏的电压成一定的关系。当反偏的电压越大时，等效的电容就也小。这样可以通过调整二极管两端的电压，达到一个适合的可调电容容值。
如图4所示的射频串联谐振天线单元包括三部分构成：电感L、电阻R、谐振电容C1和变容二极管D，电感L、电阻R和谐振电容C1串联，变容二极管D与固定电容C1并联。在D的两端引出2根导线，在导线的另一端加上二极管的反偏电压U，通过调节U的大小，就可以调节D的等效电容容值了。这样半柔半硬线圈可以加工成图5的全柔性线圈，变容二极管的反偏电压可以通过导线加在线圈的外部，从而实现线圈本身的全柔性化。
以上实施例仅为本发明其中的一种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。
Claims (3)
1.一种用于小型软体射频线圈的频率调谐方法，其特征在于，采用了变容二极管来取代可调电容，变容二极管的作用与可调电容相同，通过调整加在所述变容二极管两端的反偏电压，相当于调整可调电容的容值大小，以达到调整射频天线单元串联谐振的频率。
2.一种射频线圈，包括1个或多个射频串联谐振天线单元，所述射频串联谐振天线单元至少由三部分构成：粗线条的良导体、电阻R和谐振电容C，其特征在于，所述射频串联谐振天线单元还包括可以调整射频天线单元串联谐振的频率的可变容二极管。
3.根据权利要求2所述的射频线圈，其特征在于，所述射频串联谐振天线单元包在柔性壳体内，用于调节射频串联谐振天线单元频率的导线从变容二极管两端引出。
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2011
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