CN103576111A

CN103576111A - 一种双调频表面线圈

Info

Publication number: CN103576111A
Application number: CN201310578959.9A
Authority: CN
Inventors: 林胤藏; 宋曼莉
Original assignee: Xiamen University
Current assignee: Xiamen University
Priority date: 2013-11-15
Filing date: 2013-11-15
Publication date: 2014-02-12

Abstract

一种双调频表面线圈，包括：一磁共振射频(RF)线圈，一高频射频(RF)陷波器和一低频射频(RF)陷波器；第一核素磁共振和第二核素磁共振共用一个磁共振射频(RF)线圈，线圈大小用于确定扫描范围；第一核素磁共振和第二核素磁共振共用一个所述磁共振射频(RF)线圈，线圈大小用于确定扫描范围；所述高频射频(RF)陷波器配置用于支持在一磁场强度下的正弦第一核素磁共振；所述低频射频(RF)陷波器配置用于支持在同一磁场强度下的正弦第二核素磁共振，所述第二核素与第一核素不同。

Description

一种双调频表面线圈

技术领域

本发明涉及一种表面线圈，尤其涉及一种用于磁共振成像的双调频表面线圈。

背景技术　

随着核磁共振技术的发展，除了常规的¹H的成像扫描，对于其他少数核子如¹³C、 ¹⁹F、³¹P、²³Na的研究，尤其是磁共振波普扫描越来越多用于人类新陈代谢类疾病的研究。这些多核磁共振成像应用需要线圈能够同时工作在两种核素的共振频率。同时，不同的磁共振成像系统工作在不同的场强，这就需要线圈能适应于不同的磁场强度。

为了使线圈能够同时工作在两种核素的磁共振频率，可以使用内外两个分立的经不同调谐的线圈，如中国专利CN103033778。这样虽然能够在两个磁共振频率下都能实现同时操作，但有一些缺点：两个不同的磁共振线圈占据了宝贵的内腔空间，同时该线圈只能工作于固定的两个核素，对于其他的核素则需要够买相应的线圈，造成使用成本的增加。

另外，如中国专利CN103257331，该线圈虽然可以工作在不同的磁场强度上，但是对于单个磁场强度，该线圈只能检测一种核素，如果需要检测其他的核素，也需要另外购买线圈。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种双调频表面线圈，通过使用单个线圈，可以实现对不同元素的检测。

为了解决上述的技术问题，本发明提供的一种双调频表面线圈包括：一个磁共振射频(RF)线圈，高频(RF)陷波器和低频（RF）陷波器。第一核素共振和第二核素共振共用一个磁共振射频(RF)线圈，线圈大小用于确定扫描范围。所述高频射频(RF)陷波器配置用于支持在一磁场强度下的正弦第一核素磁共振；所述低频射频(RF)陷波器配置用于支持在同一所述磁场强度下的正弦第二核素磁共振，所述第二核素与第一核素不同。

作为优选，所述高频射频（RF）陷波器与低频射频（RF）陷波器为串联LC谐振组件，所述串联LC谐振组件中的电容C为可变电容。通过改变所述电容C的容值来改变高频射频(RF)陷波器与低频射频(RF)陷波器的谐振频率，使其与需要检测的元素相匹配。

作为优选，所述磁共振射频(RF)线圈分别与第一电容、第二电容串联，分别与第三电容、第四电容并联，所述串联电容并联电容均为可变电容，通过改变所述串联电容并联电容的容值，使线圈能够适用于不同的磁场强度。

本发明还提供了一种采用上述双调频表面线圈制成的磁共振扫描器，包括：配置用于产生静磁场的主磁体；配置用于在所述静磁场上叠加选定的磁场梯度的磁场梯度线圈，以及本发明所述的双调频表面线圈。

本发明还提供了上述的双调频表面线圈在公共磁场中并行地激励或探测两种不同核素磁共振的磁共振方法：以正弦模式操作所述高频射频(RF)陷波器，以产生或探测在所述磁共振射频(RF)线圈中以第一核素磁共振频率流动的电流；以及并行地以正弦模式操作所述低频射频(RF)陷波器，以产生或探测在所述磁共振射频(RF)线圈中以第二核素磁共振频率并行地流动的电流。

[0010]综上所述，本发明提供的一种双调频表面线圈通过使用单个线圈，能够探测多种不同的核素，也能够工作在不同的磁场强度上。从而节约了内腔空间、也避免了重复购买线圈，节约了使用成本。

附图说明

图1为本发明的双调频表面线圈示意图；

图2为本发明的双调频表面线圈结构图；

图3为高频射频（RF）陷波器与低频射频（RF）陷波器电路图；

图4为本发明的双调频表面线圈电路图；

图5为当核磁共振造影共振频率是第一核素的频率(ω₁)时,本发明的双调频表面线圈等效电路图；

图6为当核磁共振造影共振频率是第二核素的频率(ω₂)时,本发明的双调频表面线圈等效电路图；

图7为本发明的双调频表面线圈扫描示意图。

具体实施方式

下文通过配合图示列举一具体实施例，用以详细说明本发明的内容及细节：

参考图1，一种双调频表面线圈，包括磁共振射频(RF)线圈、串联LC谐振组件、发射/接收端口（Tx/Rx），图示的双调频表面线圈是第一核素磁共振和第二核素磁共振共用同一个射频线圈。

继续参考图1，并进一步参考图2，上述双调频表面线圈，第一核素磁共振和第二核素磁共振共用同一个射频(RF)线圈1。通过高频射频(RF)陷波器6，在第一核素的磁共振频率下实现磁共振射频(RF)线圈1共振。并且通过低频射频（RF）陷波器3，可在第二核素的磁共振频率下实现磁共振射频(RF)线圈1共振。其中，第二核素磁共振频率与第一核素磁共振频率不同。在同一磁场强度下，射频(RF)线圈1共振分别与第一核素或第二核素的共振频率相对应。

参考图3，高频射频（RF）陷波器6是串联LC谐振电路（其中L表示电感,C表示电容），其中串联电容C为可变电容，通过调整电容C的容值，可以调节高频射频（RF）陷波器6的谐振频率，当高频射频（RF）陷波器6的谐振频率调谐到第一核素磁共振频率时，高频射频（RF）陷波器6导通，电流通过磁共振射频(RF)线圈1，其它频率下的电流则无法通过。

参考图3，低频射频（RF）陷波器3是串联LC谐振电路（其中L表示电感,C表示电容），其中串联电容C为可变电容，通过调整电容C的容值，可以调节低频射频（RF）陷波器6的谐振频率，当低频射频（RF）陷波器）的谐振频率调谐到第二核素磁共振频率时，低频射频（RF）陷波器6导通，电流通过磁共振射频(RF)线圈1，其它频率下的电流则无法通过。

图4给出双调频表面线圈的电路图：磁共振射频(RF)线圈Lcoil，其等效电阻Rcoil；两个串联可变电容；并联可变电容Ct1；并联可变电容Ct2；并联的高频射频（RF）陷波器L1C1；并联低频射频（RF）陷波器L2C2；通过调节串联电容与并联电容的容值，可以使所述双调频表面线圈工作于不同的磁场强度。

当输入频率为第一核素的磁共振频率ω₁时，调节高频射频（RF）陷波器6的电容C1，使得高频射频（RF）陷波器6的谐振频率为

Figure 2013105789599100002DEST_PATH_IMAGE001

元件L1、C1谐振导通，等效电路参见图5，在第一核素的磁共振频率下实现磁共振射频(RF)线圈1共振。

当输入频率为第二核素的磁共振频率ω₂时，调节高频射频（RF）陷波器3的电容C2，使得低频射频（RF）陷波器3的谐振频率为

Figure 2013105789599100002DEST_PATH_IMAGE002

元件L2、C2谐振导通，等效电路参见图6，在第二核素的磁共振频率下实现磁共振射频(RF)线圈1共振。

通过对可变电容C1、C2的调节，可以在很大频率范围内调节高频射频（RF）陷波器与低频射频（RF）陷波器所支持的正弦共振频率。使得高频射频（RF）陷波器可以提供给 ¹H(400MHz)、¹⁹F(376MHz)使用,而低谐射频(RF)陷波器可提供给¹³C(100.65MHz)、 ³¹P(162.0441MHz)、²³Na(105.88MHz)使用,这样便能够达到对每种元素都能够检测的目的。

参考图7，通过将受检动物（例如，大鼠或小鼠与其它能置入磁共振扫描器的动物）放在扫描床上，并对受检动物进行适当准备，然后将双调频表面线圈放置在受检动物的感兴趣区域，一并推入9.4T磁共振扫描器中进行扫描。

已经参考优选实施例描述了本发明。研究人员在阅读并理解了前述详细说明的同时，可以进行修改和变化。这意味着，应当将本发明解读为包括所有此类落在权利要求及其等同替代的范围内的修改和变化。

Claims

1.一种双调频表面线圈，包括：一磁共振射频(RF)线圈，高频射频(RF)陷波器和低频射频(RF)陷波器；

第一核素磁共振和第二核素磁共振共用一个所述磁共振射频(RF)线圈，线圈大小用于确定扫描范围；所述高频射频(RF)陷波器配置用于支持在一磁场强度下的正弦第一核素磁共振；所述低频射频(RF)陷波器配置用于支持在同一磁场强度下的正弦第二核素磁共振，所述第二核素与第一核素不同。

2.根据权利要求1所述的双调频表面线圈，其特征在于，所述高频射频(RF)与低频射频(RF)陷波器为串联LC谐振组件，所述串联LC谐振组件中的串联电容C为可变电容。

3.根据权利要求1所述的双调频表面线圈，其特征在于所述磁共振射频(RF)线圈分别与第一电容、第二电容串联，分别与第三电容、第四电容并联，所述串联电容并联电容为可变电容。

4.一种采用权利要求1所述的双调频表面线圈制成的磁共振扫描器，包括：配置用于产生静磁场的主磁体；配置用于在所述静磁场上叠加选定的磁场梯度的磁场梯度线圈，以及根据权利要求1所述的双调频表面线圈。

5.一种使用权利要求1所述双调频表面线圈在公共磁场中并行地激励或探测两种不同核素磁共振的磁共振方法：以正弦模式操作所述高频射频(RF)陷波器，以产生或探测在所述磁共振射频(RF)线圈中以第一核素磁共振频率流动的电流；以及并行地以正弦模式操作所述低频射频(RF)陷波器，以产生或探测在所述磁共振射频(RF)线圈中以第二核素磁共振频率并行地流动的电流。