CN103777160B - 磁共振成像设备的体线圈及使用其的磁共振成像设备 - Google Patents
磁共振成像设备的体线圈及使用其的磁共振成像设备 Download PDFInfo
- Publication number
- CN103777160B CN103777160B CN201210413910.3A CN201210413910A CN103777160B CN 103777160 B CN103777160 B CN 103777160B CN 201210413910 A CN201210413910 A CN 201210413910A CN 103777160 B CN103777160 B CN 103777160B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- end ring
- ring
- body coil
- electric current
- axis direction
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
- 238000003384 imaging method Methods 0.000 title claims abstract description 29
- 210000003141 lower extremity Anatomy 0.000 claims abstract description 48
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 claims description 49
- 230000005611 electricity Effects 0.000 claims description 6
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 abstract description 43
- 238000000034 method Methods 0.000 description 9
- 238000004088 simulation Methods 0.000 description 9
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 8
- 230000008878 coupling Effects 0.000 description 7
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 7
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 description 7
- 230000005684 electric field Effects 0.000 description 7
- 230000005672 electromagnetic field Effects 0.000 description 6
- 239000013256 coordination polymer Substances 0.000 description 5
- 230000014509 gene expression Effects 0.000 description 5
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 4
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 4
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 4
- 239000000463 material Substances 0.000 description 4
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 4
- 230000005284 excitation Effects 0.000 description 3
- 238000002835 absorbance Methods 0.000 description 2
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 2
- 230000001808 coupling effect Effects 0.000 description 2
- 238000013461 design Methods 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 238000002595 magnetic resonance imaging Methods 0.000 description 2
- 235000013372 meat Nutrition 0.000 description 2
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 2
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000005481 NMR spectroscopy Methods 0.000 description 1
- 230000009471 action Effects 0.000 description 1
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 239000000686 essence Substances 0.000 description 1
- 239000006260 foam Substances 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000008092 positive effect Effects 0.000 description 1
- 238000006467 substitution reaction Methods 0.000 description 1
- 210000001364 upper extremity Anatomy 0.000 description 1
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
- G01R33/00—Arrangements or instruments for measuring magnetic variables
- G01R33/20—Arrangements or instruments for measuring magnetic variables involving magnetic resonance
- G01R33/28—Details of apparatus provided for in groups G01R33/44 - G01R33/64
- G01R33/32—Excitation or detection systems, e.g. using radio frequency signals
- G01R33/34—Constructional details, e.g. resonators, specially adapted to MR
- G01R33/34046—Volume type coils, e.g. bird-cage coils; Quadrature bird-cage coils; Circularly polarised coils
- G01R33/34076—Birdcage coils
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N24/00—Investigating or analyzing materials by the use of nuclear magnetic resonance, electron paramagnetic resonance or other spin effects
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
- A61B5/05—Detecting, measuring or recording for diagnosis by means of electric currents or magnetic fields; Measuring using microwaves or radio waves
- A61B5/055—Detecting, measuring or recording for diagnosis by means of electric currents or magnetic fields; Measuring using microwaves or radio waves involving electronic [EMR] or nuclear [NMR] magnetic resonance, e.g. magnetic resonance imaging
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
- G01R33/00—Arrangements or instruments for measuring magnetic variables
- G01R33/20—Arrangements or instruments for measuring magnetic variables involving magnetic resonance
- G01R33/28—Details of apparatus provided for in groups G01R33/44 - G01R33/64
- G01R33/288—Provisions within MR facilities for enhancing safety during MR, e.g. reduction of the specific absorption rate [SAR], detection of ferromagnetic objects in the scanner room
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Pathology (AREA)
- High Energy & Nuclear Physics (AREA)
- Nuclear Medicine, Radiotherapy & Molecular Imaging (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Radiology & Medical Imaging (AREA)
- Heart & Thoracic Surgery (AREA)
- Biochemistry (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Biophysics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Biomedical Technology (AREA)
- Immunology (AREA)
- Medical Informatics (AREA)
- Molecular Biology (AREA)
- Surgery (AREA)
- Animal Behavior & Ethology (AREA)
- Public Health (AREA)
- Veterinary Medicine (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Magnetic Resonance Imaging Apparatus (AREA)
Abstract
本发明提供了一种磁共振成像设备的体线圈及使用其的磁共振成像设备，所述体线圈包括：设置于两端的第一端环和第二端环，所述第一端环和所述第二端环以多个腿连接，其中所述第一端环或所述第二端环具有在平行于轴线方向的电流流动宽度大于在垂直于轴线方向的电流流动宽度的结构。由于沿轴线方向增加了电流的有效作用宽度，减少了电流在端环中的集中流动，由此减少了由磁场引起的射频局部特定吸收率。(图2)。
Description
技术领域
本发明涉及磁共振成像设备领域，特别是一种磁共振成像设备中使用的施加电磁场的体线圈。
背景技术
在磁共振成像（MRI）系统中，特定吸收率（SAR）是一个安全性指标。因为特定吸收率与场强的平方成正比，所以在高场强的磁共振成像系统中，特定吸收率是关键问题。体线圈（body coil）是能量传输的关键部件。较高的局部特定吸收率意味着必须限制施加到体线圈内的平均射频功率，但这会增加扫描时间。因此，在高场强磁共振成像系统的体线圈的设计上，减少局部特定吸收率是很重要的。
图1是现有技术中用于磁共振成像设备的具有端环结构的体线圈的示意图。
如图1所示，附图标记101表示在磁共振成像设备中用于容纳病人的圆筒；102表示鸟笼式的体线圈，在鸟笼式的体线圈的两端，每一端分别具有一个端环103和104；105表示将两个端环连接起来的腿（金属带）；106表示在每个端环上的、每条金属带之间的位置处设置的电容器。
在高通鸟笼式体线圈的结构中，射频局部特定吸收率的最坏情况位于端环附近，因此，减少局部特定吸收率的关键因素是对端环的设计。
较高局部特定吸收率的原因可以分为两个方面，一方面是电场耦合，另一方面是磁场耦合。通常解决较高局部特定吸收率问题的方法是减少电场耦合效应。第一种方法是用两个或更多串联的电容器替换端环上的每个电容器。用这种方法可以使每个电容器上的电压下降，这样会减少电场耦合效应。第二种方法是在端环下面添加泡沫，这样会改变端环与病人之间的材料的介电常数。第三种方法是增加端环与病人之间的距离。所有上述三种方法都是基于减少电场耦合，但是这些方法存在成本高、损失圆筒内部空间等问题。并且，如果局部特定吸收率是由磁场主导的，则上述这些方法都不会有明显效果。
发明内容
本发明的目的是提出一种用于磁共振成像设备的体线圈，用以减少射频局部特定吸收率。
本发明的第一方面提出了一种用于磁共振成像设备的体线圈，该体线圈包括设置于两端的第一端环和第二端环，该第一端环和该第二端环以多个腿连接，其特征在于，该第一端环和/或该第二端环具有在平行于轴线方向的电流流动宽度大于垂直于轴线方向的电流流动宽度的结构。
在根据本发明上述方面的体线圈中，该结构是第一端环和/或第二端环包括沿轴线方向并联设置的多个环，第一端环的多个环在平行于轴线方向的电流流动宽度之和大于垂直于轴线方向的电流流动宽度，第二端环的多个环在平行于轴线方向的电流流动宽度之和大于垂直于轴线方向的电流流动宽度。
在根据本发明上述方面的体线圈中，该多个环之间存在间隔。
在根据本发明上述方面的体线圈中，该结构是该第一端环和/或该第二端环包括一个环，该一个环的平行于轴线方向的电流流动宽度大于垂直于轴线方向的电流流动宽度。
在根据本发明上述方面的体线圈中，在该第一端环和该第二端环中连接多个电容器。
在根据本发明上述方面的体线圈中，该第一端环和该第二端环是完整圆环或部分圆环。
在根据本发明上述方面的体线圈中，该第一端环和该第二端环是完整椭圆环或部分椭圆环。
在根据本发明上述方面的体线圈中，所述第一端环和/或所述第二端环在部分位置具有该结构。
本发明的另一方面提出了一种磁共振成像设备，包括根据本发明上述各方面所提出的体线圈。
由于在本发明的体线圈的端环中，沿轴线方向增加了电流的有效作用宽度，减少了电流在端环中的集中流动，由此减少了由磁场引起的射频局部特定吸收率。
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为现有技术的体线圈的示意图。
图2为具有根据本发明第一实施例的端环结构的体线圈的示意图。
图3为沿着垂直于轴线方向的端环的剖面图。
图4为具有根据本发明第二实施例的端环结构的体线圈的示意图。
图5为具有根据本发明第三实施例的端环结构的体线圈的示意图。
图6a和图6b为使用现有技术的图1所示的体线圈的磁场分布图。
图7a和图7b为使用根据本发明第一实施例的端环结构的体线圈的磁场分布图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，以下举实施例对本发明进一步详细说明。
根据本发明的实施例，提出来一种用于磁共振成像设备的体线圈，根据本发明的实施例提出的体线圈可以包括：绕轴线方向设置于两端的第一端环和第二端环，该第一端环和该第二端环以多个腿连接，其中该第一端环或该第二端环具有平行于轴线方向的电流流动宽度大于垂直于轴线方向的电流流动宽度的结构。
通过在本发明的体线圈的端环中沿轴向增加电流的流动宽度，减少电流在端环中的集中流动，由此减少由磁场引起的射频局部特定吸收率。
下面结合具体实施例对上述技术方案进行详细描述。
图2为具有根据本发明第一实施例的端环结构的体线圈的示意图。
如图2所示，附图标记201表示在磁共振成像设备中用于容纳病人的圆筒；202表示用于向圆筒201中发射电磁场的体线圈，体线圈202沿着轴线方向设置于圆筒201的外部，其具有双倍数量的端环，即在体线圈的两端，每一端具有一组端环203（第一端环）和204（第二端环），而每一组端环203和204分别具有两个并列的环2031、2032和2041、2042。在本实施例中，这些端环之间存在间隔。馈电点被设置于两组端环203，204上，用来激发所需要的电磁场。在本实施例中，由于沿体线圈202的轴线方向增加了端环的数量，使得第一端环203和第二端环204中沿环路流动的电流I1在轴线方向的宽度a1增加（如图2所示），增加后的宽度a1在尺寸上大于第一端环203和第二端环204中沿环路流动的电流在垂直于轴线的方向的宽度b1（端环的厚度）（如图3所示），即第一端环203或第二端环204具有在平行于轴线方向的电流流动宽度a1大于垂直于轴线方向的电流流动宽度b1的结构。
在本实施例中，也可以说，第一端环203或第二端环204具有的平行于轴线方向的电流流动宽度大于垂直于轴线方向的电流流动宽度的结构是指第一端环203或第二端环204包括沿轴线方向并联设置的两个环，第一端环203的两个环2031和2032在平行于轴线方向的电流流动宽度之和a1大于垂直于轴线方向的电流流动宽度b1，第二端环204的两个环2041和2042在平行于轴线方向的电流流动宽度之和大于垂直于轴线方向的电流流动宽度b1。
附图标记205表示用于连接每一组端环203和204的多个腿。由于各个环是沿圆周方向设置于圆筒201的外部，腿205沿着圆周方向均匀地布置在圆筒201的外围。腿205和端环203、204可以是由良导体材料制成（例如铜皮）或者其它导电电路。根据本发明的实施例，腿的形状和分布不对本发明的范围构成限制，本领域技术人员可以采用其它形状的腿，也可以非均匀地把腿布置在圆周方向。
附图标记206表示在每个端环203、204上设置（连接）的电容器，它们可以被设置在每个腿之间的间隔位置处。这些电容器206可以是任何种类的电容器，例如可以是固定式电容器，也可以是可变电容器等。这些电容器206与相应的环2031、2032、2041、2042连接。
根据本发明的实施例，腿之间的间隔大小以及每个间隔中设置的电容器的数量也不对本发明的范围构成限制，本领域技术人员可以根据任何公知的数据来布置腿和电容器。另外，电容器也不限于布置在腿之间的间隔位置处，也可以布置在腿与端环的连接位置上或者腿上其他位置。根据本发明的另一个实施例，如在端环上已设置有电容器，在腿205的适当位置处（例如腿205的中间位置）也可以同样设置有相应的电容器。
根据本发明的上述实施例，上述第一端环203和第二端环204整体上可以是完整圆环或部分圆环，或者可以是完整椭圆环或部分椭圆环。根据本发明的上述实施例，第一端环203或第二端环204包括的多环结构（两个环）也可以分别是完整圆环或部分圆环，或者可以是完整椭圆环或部分椭圆环。即，上述多个环2031,2032,2041,2042在圆周方向可以全部应用，也可以只应用在体线圈的局部，以减少局部的相对吸收率。例如，可以将上述多个环2031，2032，2041，2042全部仅设置在端环的1/4周长（或其它尺寸的周长）上，或者将上述多个环2031，2032，2041，2042中的部分端环（例如端环2031和/或2042）仅设置在端环的1/4周长（或其它尺寸的周长）上，而上述多个环中的其它仍然设置在全部周长上。多个端环的应用范围并不构成对本发明的限制。
根据本发明的上述实施例，上述多个环2031,2032,2041,2042的具体形状也不对本发明的范围构成限制，例如它们的具体形状可以是圆形（圆环），椭圆形（椭圆环），三角形、正方形、长方形、菱形、跑道形或者各种弧形结构，或者是上述各种规则形状的不同部分之间的组合。
根据本发明上述实施例的体线圈采用了双倍数量的端环的结构，在每个环上的电流是单个端环结构情况下的大约一半，因此由于电流减少，每个端环上的磁场耦合也会减少，由此可以减小射频局部特定吸收率。
图4为具有根据本发明第二实施例的端环结构的体线圈的示意图。
如图4所示，附图标记401表示在磁共振成像设备中用于容纳病人的圆筒；402表示体线圈，体线圈402沿着轴线方向被设置于圆筒301的外部，其具有3倍数量的端环的结构，即在体线圈402的两端，每一端具有一组端环403（第一端环）和404（第二端环），而每一组端环403和404分别具有3个并列的环4031、4032、4033和4041、4042、4043。在本实施例中，这些端环之间存在间隔。馈电点被设置于两组端环403，404上，用来激发所需要的电磁场。
在本实施例中，由于沿体线圈402的轴线方向增加了端环的数量，使得第一端环403和第二端环404中沿环路流动的电流I2在轴线方向的宽度a2增加（如图4所示），增加后的宽度a2在尺寸上大于第一端环403和第二端环404中沿环路流动的电流在垂直于轴线的方向的宽度（端环的厚度b1），即第一端环403或第二端环404具有在平行于轴线方向的电流流动宽度大于垂直于轴线方向的电流流动宽度的结构。
在本实施例中，也可以说，第一端环403或第二端环404具有的在平行于轴线方向的电流流动宽度大于垂直于轴线方向的电流流动宽度的结构是指第一端环403或第二端环404包括沿轴线方向并联设置的三个环，第一端环403的三个环4031、4032、4033在平行于轴线方向的电流I2的流动宽度之和a2大于垂直于轴线方向的电流流动宽度b1，第二端环404的三个环4041、4042、4043在平行于轴线方向的电流的流动宽度之和大于垂直于轴线方向的电流流动宽度b1。
附图标记405表示用于连接每一组端环的多个腿。各个环沿圆周方向被设置于圆筒401的外部，这些腿沿着圆周方向均匀地布置在圆筒401的外围。腿405和端环403、404可以是由良导体材料制成（例如铜皮），也可以是其它导电电路。根据本发明的实施例，腿的形状和分布不对本发明的范围构成限制，本领域技术人员可以采用其它形状的腿，也可以将腿非均匀地布置在圆周方向。
图标记406表示在每个端环403、404上连接设置的电容器，它们可以被设置在每个腿505之间的间隔位置处。这些电容器406可以是任何种类的电容器，例如可以是固定式电容器，也可以是可变电容器等。这些电容器406与相应的环4031、4032、4033、4041、4042、4043连接。
根据本发明的实施例，腿405之间的间隔大小以及每个间隔中设置的电容器406的数量不对本发明的范围构成限制，本领域技术人员可以根据任何公知的数据来布置腿405和电容器406。另外，电容器406也不限于布置在腿405之间的间隔位置处，也可以布置在腿405与各个环的连接位置上或者腿405的其他位置。如已经在各个环上设置电容器406，在腿405的适当位置处（例如腿405的中间位置）也可以同样设置相应的电容器406。
根据本发明上述实施例的多个环4031，4032，4033，4041，4042和4043以及多个腿405由良导体制成，例如可以由铜皮等制成，也可以是其它导电电路。
根据本发明的上述实施例，上述第一端环403和第二端环404整体上可以是完整圆环或部分圆环，或者可以是完整椭圆环或部分椭圆环。根据本发明的上述实施例，第一端环403或第二端环404包括的多环结构（三个环）也可以分别是完整圆环或部分圆环，或者可以是完整椭圆环或部分椭圆环。即，上述多个环4031，4032，4033，4041，4042、4043在圆周方向可以全部应用，也可以只应用在体线圈的局部，以减少局部的相对吸收率。例如，可以将上述多个环4031，4032，4033，4041，4042，4043全部仅设置在端环的1/4周长（或其它尺寸的周长）上，或者将上述多个环4031，4032，4033，4041，4042，4043中的部分环（例如端环4031和/或4042）仅设置在端环的1/4周长（或其它尺寸的周长）上，而上述多个环中的其它环仍然设置在全部周长上。多个环的应用范围并不构成对本发明的限制。
根据本发明的上述实施例，上述多个环4031，4032，4033，4041，4042，4043的具体形状不对本发明的范围构成限制，例如它们的具体形状可以是圆形（圆环），椭圆形（椭圆环），三角形、正方形、长方形、菱形、跑道形或者各种弧形结构，或者是上述各种规则形状的不同部分之间的组合。
根据本发明上述实施例的体线圈采用了3倍数量的端环的结构，在每个环上的电流是单端环结构情况下的大约1/3。由于电流减少，每个端环上的磁场耦合也会减少，可以减小射频局部特定吸收率。
根据本发明的实施例，本发明的体线圈202和402两端的两组端环各自包括的环的数量不限于两个或三个，而是可以更多，只要本领域的磁共振成像设备的结构上能够实现即可。
图5为具有根据本发明第三实施例的端环结构的体线圈的示意图。
如图5所示，附图标记501表示在磁共振成像设备中用于容纳病人的圆筒；502表示用于激发电磁场的体线圈，体线圈502沿着轴线方向设置于圆筒501的外部。体线圈502具有端环503（第一端环）和端环504（第二端环），分别位于体线圈502的两端。第一端环503和第二端环504在轴向方向的宽度被增加了预定的尺寸或倍数，例如增加了一倍、两倍、三倍，或者更多倍。例如，传统技术中将端环的宽度设置为50mm左右，本发明的实施例是可以将端环的宽度设置为75mm、100mm、125mm、150mm、175mm、200mm左右等，甚至更宽。馈电点被设置于两个端环403，404上，用来从电源向体线圈402施加电力，以向体线圈402内部（圆筒401中）施加电磁场。在本实施例中，由于沿体线圈502的轴线方向增加了端环的宽度，使得第一端环503和第二端环504中沿环路流动的电流I3在轴线方向的宽度a3增加（如图5所示），增加后的宽度a3在尺寸上大于第一端环503和第二端环504中沿环路流动的电流在垂直于轴线的方向的宽度（端环的厚度），即第一端环503或第二端环504具有在平行于轴线方向的电流流动宽度大于在垂直于轴线方向的电流流动宽度的结构。
在本实施例中，也可以说，第一端环503或第二端环504具有的在平行于轴线方向的电流流动宽度大于在垂直于轴线方向的电流流动宽度的结构是指第一端环503或第二端环504在轴线方向的宽度被增加，使得第一端环503在平行于轴线方向的电流流动宽度之和a3大于垂直于轴线方向的电流流动宽度b1，第二端环504在平行于轴线方向的电流流动宽度之和大于垂直于轴线方向的电流流动宽度b1。
附图标记405表示用于连接每一端环503和504的多个腿。两个端环是沿圆周方向设置于圆筒501的外部，腿505沿着圆周方向均匀地布置在圆筒501的外围。腿505和端环503、504可以是由良导体材料制成（例如可以是铜皮），也可以是其它导电电路。根据本发明的实施例，腿505的形状和分布不对本发明的范围构成限制，本领域技术人员可以采用其它形状的腿，也可以非均匀地把腿布置在圆周方向。
附图标记506表示在每个端环503、504上连接设置的电容器，它们可以被设置在每个腿505之间的间隔位置处。这些电容器506可以是任何种类的电容器，例如可以是固定式电容器，也可以是可变电容器等。这些电容器506与端环503和504连接。
根据本发明的实施例，可以随着端环503和504的宽度的增加，在原来设置的电容器506的基础上，在轴向上串联更多的电容器。例如，当端环503和504的宽度增加一倍时，在原来设置的电容器506上沿轴向再并联一个电容器506；当端环503和504的宽度增加两倍时，在原来设置的电容器506上沿轴向再并联两个电容器506；当端环503和504的宽度增加三倍时，在原来设置的电容器506上沿轴向再并联三个电容器506。
腿505之间的间隔大小、每个间隔中设置的电容器的数量、以及随着端环宽度的增加而沿轴向并联的电容器506的数量不对本发明的范围构成限制，本领域技术人员可以根据任何公知的数据来布置腿505和电容器506。另外，电容器506也不限于布置在腿505之间的间隔位置处，也可以布置在腿505与端环503、504的连接位置上或者腿505上其他位置。根据本发明的另一个实施例，如果在端环503、504上已设置有电容器506，在腿505的适当位置处（例如腿505的中间位置）也可以同样设置有相应的电容器506。
根据本发明的实施例，本发明的体线圈502两端的端环503、504各自的宽度的增加不限于一倍、两倍、三倍，可以是更多的倍数，也可以是非整数倍数，只要在本领域的磁共振成像设备的结构上能够实现即可。
根据本发明的实施例，在第一端环503和第二端环504上沿着轴向并联上述预定倍数的电容器506。例如，当端环503和504的宽度增加n倍时，在原来设置的电容器506上沿轴向再串联n个电容器506。这里，n可以是任意实数。
根据本发明的上述实施例，上述第一端环503和第二端环504可以是完整圆环或部分圆环，或者可以是完整椭圆环或部分椭圆环。即，上述端环503、504在圆周方向可以全部应用，也可以只应用在体线圈的局部，以减少局部的相对吸收率。例如，可以将上述端环503、504全部设置在端环的全部周长上，或者仅设置在端环的部分周长（例如1/4周长）上，也可以将上述端环503、504中的一个设置在端环的部分周长（1/4周长）上，而另一个仍然设置在全部周长上。各个端环的应用范围并不构成对本发明的限制。根据本发明的上述实施例，上述端环503和504的具体形状不对本发明的范围构成限制，例如它们的具体形状可以是圆形（圆环）、椭圆形（椭圆环）、三角形、正方形、长方形、菱形、跑道形或者各种弧形结构，或者是上述各种规则形状的不同部分之间的组合。
根据本发明上述实施例的体线圈采用了轴向宽度增加的端环的结构，在端环上的电流比未增加宽度的端环结构的情况下减少，因此每个端环上的磁场耦合也会减少，由此可以减小射频局部特定吸收率。
根据本发明上述的各个实施例，可以对应于具有沿轴线方向增加的有效电流流动宽度的结构，在第一端环和第二端环上沿轴线方向并联多个电容器，见图2、图4、和图5。由此，进一步实现减小射频局部特定吸收率的效果。
根据本发明的另一个实施例，第一端环和第二端环可以具有不同的尺寸大小，可以做成其他不对称的形状和尺寸，两个端环的对称性不对本发明的范围构成限制。
根据本发明的另一个实施例，还可以提供一种采用本发明上述各个实施例的体线圈的磁共振成像设备，该磁共振成像设备除了在用于施加电磁场的体线圈的结构上不同外，其它的各个部件、单元等都可以采用与现有技术中的磁共振成像设备同样的部件、单元等。
根据本发明的上述实施例的磁共振成像设备，由于采用了在轴向上增加端环数量、增加端环宽度、结构的体线圈，减少或者分散了单个端环结构情况下的电流，因此端环上的磁场耦合也会减少，由此可以减小射频局部特定吸收率。
下面将基于仿真试验结果来比较双倍数量端环和单端环结构的体线圈的效果。
在本次仿真试验中，在端环下面放置了肉质模型来进行射频局部特定吸收率的测试，该模型被布置在正好位于端环之下，沿圆周方向覆盖半个圆筒。
图6a和图6b为使用单端环结构的体线圈情况下的磁场分布图。该图中成像的圆形图案是沿着磁共振成像设备中用于容纳病人的圆筒的横向切面所观察的磁场分布图，表示端环附近的磁场分布。从仿真结果来看，单端环结构的体线圈的CP（圆柱激励）模式（图6a）的输入功率为6581W，EP（椭圆激励）模式（图6b）的输入功率是11427W。
图7a和图7b为使用本发明实施例的双倍端环结构的体线圈的磁场分布图。该图中成像的圆形图案也是沿着磁共振成像设备中用于容纳病人的圆筒的横向切面所观察的磁场分布图，表示端环附近的磁场分布。从仿真结果来看，根据本发明的双倍端环结构的体线圈的CP模式（图7a）的输入功率为7564W，EP模式（图7b）的输入功率是10726W。从图中可见，该磁共振系统的磁场是非常均匀的。
将图6a与图7a进行对比（CP模式），图6a中沿圆周方向排列的各个黑点表示位于端环上的各个电容器，其向内方向的区域601是特定吸收率较高的区域，区域602是特定吸收率比区域601的特定吸收率低的区域。同样，图7a中沿圆周方向排列的各个黑点表示位于端环上的各个电容器，其向内方向的区域701是特定吸收率较高的区域，区域702是特定吸收率比区域701的特定吸收率低的区域。通过对比可见，采用本发明的双倍端环结构的体线圈的图7a中的较高特定吸收率的区域701大大减小，而较低特定吸收率的区域702大大增加了。
将图6b与图7b进行对比（EP模式），图6b中沿圆周方向排列的各个黑点表示位于端环上的各个电容器，其向内方向的区域603是特定吸收率较高的区域，区域604是特定吸收率比区域603的特定吸收率低的区域。同样，图7b中沿圆周方向排列的各个黑点表示位于端环上的各个电容器，其向内方向的区域703是特定吸收率较高的区域，区域704是特定吸收率比区域703的特定吸收率低的区域。通过对比可见，采用本发明的双倍端环结构的体线圈的图7b中的较高特定吸收率的区域703大大减小，而较低特定吸收率的区域704大大增加了。
在该仿真结果中，也比较了两种情况中的50%B1场的长度。50%B1场的长度是指体线圈轴向中心线上，电磁场强度从最高值衰减至50%的范围所涵盖的该中心线的长度。在本发明中，定义总体线圈长度是各端环中心之间的距离。在根据本发明的双倍端环结构中，所测得的50%B1场的长度是总体线圈长度的68.1%。在单端环结构中，所测得的50%B1场的长度是总体线圈长度的68.8%。这里可以得出的结论是，如果总体线圈长度不变，单端环结构和双倍端环结构中的50%B1场的长度保持不变。
本次仿真试验中的特定吸收率的改善程度也可以通过测量数据来说明。
放置的肉质模型中的电场主要是由端环的电磁场激发的，该电场用于计算局部特定吸收率。上述从仿真结果计算模型内部电场并由此来计算局部特定吸收率的具体方法不对本发明的范围构成限制，本领域技术人员可以采用现有技术中的任何方法来进行计算。
在上述仿真试验中，需要在模型上选择一些位置来计算局部吸收率。在这里，对于单端环结构，选择的位置正好对应于端环中心，对于双倍端环结构，选择的位置对应于内端环的中心。在上述仿真试验中，按照上述位置选择了模型内部较高值的5个点，结果如下表所示，其中各个测量值是表示各个点处的电场值。
在上表中，改善率是这样计算的：改善率=1-(双倍端环电场值/单端环电场值)2
如上所示，利用本发明提出的双倍端环结构的体线圈，与使用单端环的情况相比，可以减少约60%的局部特定吸收率。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
附图标记列表
101、201、401、501：圆筒
102、202、402、502：体线圈
103、203（2031、2032）、403（4031、4032、4033）：第一端环
104、204（2041、2042）、403（4041、4042、4043）：第二端环
105、205、406、506：腿
106、206、406、506：电容器
I1、I2、I3：电流
a1、a2、a3：电流沿轴向方向的流动宽度
b1：电流沿垂直于轴线方向的流动宽度
601、701：（CP模式）特定吸收率较高的区域
602、702：（CP模式）特定吸收率较低的区域
603、703：（EP模式）特定吸收率较高的区域
604、704：（EP模式）特定吸收率较低的区域
Claims (8)
1.一种用于磁共振成像设备的体线圈(202,402,502)，所述体线圈包括设置于两端的第一端环(203,403,503)和第二端环(204,404,504)，所述第一端环(203,403,503)和所述第二端环(204,404,504)以多个腿(205,405,505)连接，其特征在于，所述第一端环(203,403,503)和/或所述第二端环(204,404,504)具有在平行于轴线方向的电流流动宽度大于垂直于轴线方向的电流流动宽度的结构，
所述结构是所述第一端环(203,403)和/或所述第二端环(204,404)包括沿轴线方向并联设置的多个环(2031,2032,4031,4032,4033,2041,2042,4041,4042,4043)，第一端环的所述多个环在平行于轴线方向的电流流动宽度之和大于垂直于轴线方向的电流流动宽度，第二端环的所述多个环在平行于轴线方向的电流流动宽度之和大于垂直于轴线方向的电流流动宽度。
2.根据权利要求1所述的体线圈，其中，所述多个环(2031,2032,4031,4032,4033,2041,2042,4041,4042,4043)之间存在间隔。
3.根据权利要求1所述的体线圈，其中，所述结构是所述第一端环和/或所述第二端环包括一个环(503,504)，所述一个环(503,504)的平行于轴线方向的电流流动宽度大于垂直于轴线方向的电流流动宽度。
4.根据权利要求1所述的体线圈，其中，在所述第一端环(203,403,503)和所述第二端环(204,404,504)中连接多个电容器。
5.根据权利要求1所述的体线圈，其中，所述第一端环(203,403,503)和所述第二端环(204,404,504)是完整圆环或部分圆环。
6.根据权利要求1所述的体线圈，其中，所述第一端环(203,403,503)和所述第二端环(204,404,504)是完整椭圆环或部分椭圆环。
7.根据权利要求1所述的体线圈，其中，所述第一端环(203,403,503)和/或所述第二端环(204,404,504)在部分位置具有该结构。
8.一种磁共振成像设备，包括根据权利要求1-7中任一项所述的体线圈。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201210413910.3A CN103777160B (zh) | 2012-10-25 | 2012-10-25 | 磁共振成像设备的体线圈及使用其的磁共振成像设备 |
| US14/062,329 US9568570B2 (en) | 2012-10-25 | 2013-10-24 | Body coil for magnetic resonance imaging |
| KR1020130127201A KR102140066B1 (ko) | 2012-10-25 | 2013-10-24 | 자기 공명 이미징 장비를 위한 몸체 코일 및 이를 이용하는 자기 공명 이미징 장비 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201210413910.3A CN103777160B (zh) | 2012-10-25 | 2012-10-25 | 磁共振成像设备的体线圈及使用其的磁共振成像设备 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN103777160A CN103777160A (zh) | 2014-05-07 |
| CN103777160B true CN103777160B (zh) | 2017-03-01 |
Family
ID=50546473
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201210413910.3A Expired - Fee Related CN103777160B (zh) | 2012-10-25 | 2012-10-25 | 磁共振成像设备的体线圈及使用其的磁共振成像设备 |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US9568570B2 (zh) |
| KR (1) | KR102140066B1 (zh) |
| CN (1) | CN103777160B (zh) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110366688B (zh) * | 2017-01-31 | 2022-10-28 | 皇家飞利浦有限公司 | 对用于磁共振成像的线圈进行感应性馈送 |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1313512A (zh) * | 2000-03-14 | 2001-09-19 | 通用电器横河医疗系统株式会社 | 射频线圈、射频磁场产生设备、和磁共振成像方法和设备 |
| US7242193B2 (en) * | 2005-04-14 | 2007-07-10 | Siemens Aktiengesellschaft | Magnetic resonance cylindrical body coil and method for generating a homogeneous RF field |
| US20080161675A1 (en) * | 2005-03-10 | 2008-07-03 | Koninklijke Philips Electronics N.V. | Ultra-Short Mri Body Coil |
| CN101726714A (zh) * | 2008-10-23 | 2010-06-09 | 通用电气公司 | 用于多核mri/mrs的混合式鸟笼型-tem射频(rf)线圈 |
| CN101896830A (zh) * | 2007-12-13 | 2010-11-24 | 皇家飞利浦电子股份有限公司 | 适于提供端环模式的双调谐体积线圈 |
Family Cites Families (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6404201B1 (en) * | 2001-07-02 | 2002-06-11 | Ge Medical Systems Global Technology Company, Llc | Magnetic resonance imaging RF coil |
| US6992486B2 (en) | 2002-05-16 | 2006-01-31 | Advanced Imaging Research, Inc. | Radio frequency coil for resonance imaging analysis of pediatric patients |
| US8049501B2 (en) * | 2008-04-11 | 2011-11-01 | General Electric Company | Multi-frequency RF coil |
| JP5248557B2 (ja) * | 2010-07-29 | 2013-07-31 | ジーイー・メディカル・システムズ・グローバル・テクノロジー・カンパニー・エルエルシー | 磁気共鳴イメージング装置 |
| US8797029B2 (en) * | 2011-04-20 | 2014-08-05 | Imris Inc | Magnetic resonance signal detection using remotely positioned receive coils |
| US8487615B2 (en) * | 2011-04-20 | 2013-07-16 | Imris Inc | Magnetic resonance signal detection using remotely positioned receive coils |
-
2012
- 2012-10-25 CN CN201210413910.3A patent/CN103777160B/zh not_active Expired - Fee Related
-
2013
- 2013-10-24 US US14/062,329 patent/US9568570B2/en active Active
- 2013-10-24 KR KR1020130127201A patent/KR102140066B1/ko active IP Right Grant
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1313512A (zh) * | 2000-03-14 | 2001-09-19 | 通用电器横河医疗系统株式会社 | 射频线圈、射频磁场产生设备、和磁共振成像方法和设备 |
| US20080161675A1 (en) * | 2005-03-10 | 2008-07-03 | Koninklijke Philips Electronics N.V. | Ultra-Short Mri Body Coil |
| US7242193B2 (en) * | 2005-04-14 | 2007-07-10 | Siemens Aktiengesellschaft | Magnetic resonance cylindrical body coil and method for generating a homogeneous RF field |
| CN101896830A (zh) * | 2007-12-13 | 2010-11-24 | 皇家飞利浦电子股份有限公司 | 适于提供端环模式的双调谐体积线圈 |
| CN101726714A (zh) * | 2008-10-23 | 2010-06-09 | 通用电气公司 | 用于多核mri/mrs的混合式鸟笼型-tem射频(rf)线圈 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US9568570B2 (en) | 2017-02-14 |
| CN103777160A (zh) | 2014-05-07 |
| KR20140052891A (ko) | 2014-05-07 |
| US20140117990A1 (en) | 2014-05-01 |
| KR102140066B1 (ko) | 2020-07-31 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Lattanzi et al. | Approaching ultimate intrinsic signal‐to‐noise ratio with loop and dipole antennas | |
| Ruytenberg et al. | Shielded‐coaxial‐cable coils as receive and transceive array elements for 7T human MRI | |
| Wu et al. | Simultaneous multislice multiband parallel radiofrequency excitation with independent slice‐specific transmit B1 homogenization | |
| EP1687653B1 (en) | Rf coil system for super high field (shf) mri | |
| US8125225B2 (en) | Transmit profile control in MRI | |
| US8421462B2 (en) | Sinusoidally resonant radio frequency volume coils for high field magnetic resonance applications | |
| JP6402112B2 (ja) | 磁気共鳴イメージングのためのｚセグメント化されたラジオ周波数アンテナ装置 | |
| CN104011556B (zh) | 用于磁共振的横向电磁（tem）射频线圈 | |
| Rietsch et al. | Impact of different meander sizes on the RF transmit performance and coupling of microstrip line elements at 7 T | |
| CN101615214A (zh) | 一种对磁共振成像rf线圈进行性能分析的方法 | |
| CN107621615A (zh) | 嵌入式梯度及射频集成线圈及带有该集成线圈的磁共振设备 | |
| Giovannetti et al. | Classical and lateral skin effect contributions estimation in strip MR coils | |
| CN103777160B (zh) | 磁共振成像设备的体线圈及使用其的磁共振成像设备 | |
| Coillot et al. | The magnetic field homogeneity of coils by means of the space harmonics suppression of the current density distribution | |
| Sadeghi‐Tarakameh et al. | A nine‐channel transmit/receive array for spine imaging at 10.5 T: Introduction to a nonuniform dielectric substrate antenna | |
| CN208077715U (zh) | 减小涡流对梯度线圈影响的磁体结构 | |
| Giovannetti et al. | Litz wire RF coils for low frequency NMR applications | |
| US8358132B2 (en) | Irradiating coil and magnetic resonance imaging apparatus using the same | |
| Schmidt et al. | Improved 1H body imaging at 10.5 T: Validation and VOP‐enabled imaging in vivo with a 16‐channel transceiver dipole array | |
| JP2008532609A (ja) | 超短ｍｒｉボディコイル | |
| Dinale et al. | Generation of long prolate volumes of uniform magnetic field in cylindrical saddle-shaped coils | |
| Ke et al. | Standardized design of the transmitting coils in inductive coupled endoscope robot driving systems | |
| WO2008100546A1 (en) | Transmit profile control in mri | |
| Puchnin et al. | Quadrature transceive wireless coil: Design concept and application for bilateral breast MRI at 1.5 T | |
| Akgun et al. | Alternating impedance multi-channel transmission line resonators for high field magnetic resonance imaging |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20170301 |
|
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |