CN105487030A

CN105487030A - 用于核磁共振成像系统的头颈部多通道射频线圈装置

Info

Publication number: CN105487030A
Application number: CN201610022481.5A
Authority: CN
Inventors: 徐吉鑫; 张弘
Original assignee: SHENZHEN RF TECH Co Ltd
Current assignee: SHENZHEN RF TECH Co Ltd
Priority date: 2016-01-13
Filing date: 2016-01-13
Publication date: 2016-04-13

Abstract

本发明提供了一种用于核磁共振成像系统的头颈部多通道射频线圈装置，包括内壳和线圈部分，所述线圈部分固定在所述内壳上；所述内壳包括头部、颈部和胸腔；所述线圈部分包括15个环状线圈，15个环状线圈分别为第一线圈、第二线圈、第三线圈、第四线圈、第五线圈、第六线圈、第七线圈、第八线圈、第九线圈、第十线圈、第十一线圈、第十二线圈、第十三线圈、第十四线圈和第十五线圈，其中，所述第一线圈、第二线圈、第三线圈、第四线圈、第五线圈、第六线圈、第七线圈、第八线圈分别覆盖在所述内壳的头部，用于采集人体头部的信号。本发明的有益效果是：具有较大的均匀区以及较高的信噪比。

Description

用于核磁共振成像系统的头颈部多通道射频线圈装置

技术领域

本发明涉及核磁共振成像系统（MRI），尤其涉及一种用于核磁共振成像系统的头颈部多通道射频线圈装置。

背景技术

背景技术磁共振成像系统是根据磁共振成像原理生成样品的二维或者三维图像的设备，在医疗诊断领域有着越来越广泛的应用。常见的磁共振系统一般包括：产生静态均匀磁场B0的磁体，该静态均匀磁体的范围足够大，能够覆盖病人的身体的成像部位；射频系统，包括用于激发样品发生共振的射频发射线圈，和用于接收样品发出的共振信号的射频接收线圈；梯度系统，用于在样品空间产生梯度磁场、便于成像编码；以及计算机成像系统，用于处理射频接收线圈收集的信号，处理成便于医生观察的视觉图像。

核磁共振成像技术中，使用接收线圈来收集样品受激发出的射频信号，收集到的射频信号被放大后用于样品图像重建。接收线圈的电气结构主要包括由导电材料做成的线圈体，和连接在线圈体中的电感和电容。在工作状态下，接收线圈环绕着病人的被检查的部位，其输出阻抗与后端数据收集设备匹配，并且在工作频率线圈内部具有均匀的电磁场分布，引出的谐振信号具有良好的信噪比，从而获得清晰无畸变的样品图像。当接收线圈不工作的时间里，处于失谐状态，不会干扰发射线圈和系统中其它设备的工作。

因为多通道射频线圈装置的性能对核磁共振成像系统的性能影响很大，所以射频线圈装置性能的好坏十分重要，而其性能的好坏主要在于两个指标：

l、均匀区，即达到射频磁场均匀分布要求的区域的大小，这个区域越大越好；

2、性噪比，即接收到的射频信号与背景噪声的比值，比值越高图像质量越好，组织分辨越清晰。

对射频线圈装置本身来说，影响其性能的最主要因素是射频线圈装置的结构形式，目前普遍采用的结构形式有：

l、鞍形线圈，其总体外形类似于一个马鞍，故名鞍形线圈。它的优点在于线圈产生的磁场均匀性比较好，转换效率也比较高。不过，鞍形线圈对射频环境极其敏感，而且需要磁体对称，否则的话其均匀性和转换效率都会急剧的变差。这样就只能将磁共振成像系统做成较为封闭的圆筒状或者类似的形状，而这样的形状对患有忧郁症、幽闭症或者其它一些类似病症的患者是不适合的，会给他们产生严重的心理压力。

2、环状线圈，这种线圈的优点是可以做多个重叠结构，对于接近人体表面组织器官成像有相当的优势，而且对磁体形状的要求也不高，但是环状线圈的均匀性不好，靠近线圈会很亮，线圈深度依赖环状线圈大小。

3、螺线管线圈，这种线圈更适合稳恒磁场为竖直方向的磁场系统，但是螺线管线圈容易受到周围金属物体的影响，特别当金属物体靠近螺线管线圈时，激发待观察物体时效率明显降低，检测待观察物体中产生的磁共振信号时转换效率明显下降。

4、鸟笼线圈，这种线圈能够产生均匀的横向电磁场，适合工作在正交模式，可以昨发射接收一体化线圈，但是这种结构局限于圆筒形内腔线圈。

5、赫姆赫兹线圈，这种线圈优点是有很好的病人进出性，线圈信号强度主要集中于线圈电流通路周围，缺点是场分布均匀性不好，位于中央区域的信号强度较低。

从以上的介绍可以知道，射频线圈中线圈的不同排放方式和线圈的形状对射频线圈性能的影响很大，怎么排放射频线圈中不同形状的线圈往往决定了射频线圈的性能优劣。

发明内容

为了解决现有技术中的问题，本发明提供了一种用于核磁共振成像系统的头颈部多通道射频线圈装置，具有较大的均匀区以及较高的信噪比。

本发明提供了一种用于核磁共振成像系统的头颈部多通道射频线圈装置，包括内壳和线圈部分，所述线圈部分固定在所述内壳上；所述内壳包括头部、颈部和胸腔；所述线圈部分包括15个环状线圈，15个环状线圈分别为第一线圈、第二线圈、第三线圈、第四线圈、第五线圈、第六线圈、第七线圈、第八线圈、第九线圈、第十线圈、第十一线圈、第十二线圈、第十三线圈、第十四线圈和第十五线圈，其中，所述第一线圈、第二线圈、第三线圈、第四线圈、第五线圈、第六线圈、第七线圈、第八线圈分别覆盖在所述内壳的头部，用于采集人体头部的信号，所述第九线圈、第十线圈、第十一线圈、第十二线圈分别覆盖在所述内壳的颈部，用于采集人体颈部的信号，所述第十三线圈、第十四线圈和第十五线圈分别覆盖在所述内壳的胸腔，用于采集人体胸腔的信号。

作为本发明的进一步改进，所述内壳的头部包括脸部和后脑部，所述内壳的颈部包括前颈部和后颈部，所述内壳的胸腔包括前胸和后背。

作为本发明的进一步改进，所述第一线圈、第二线圈覆盖在所述内壳的脸部，用于采集人体脸部的信号；所述第三线圈、第四线圈覆盖在所述内壳的脸部、后脑部之间，用于采集人体头部两侧的信号；所述第五线圈、第六线圈、第七线圈、第八线圈覆盖在内壳的后脑部，用于采集人体后脑的信号。

作为本发明的进一步改进，所述第一线圈、第三线圈、第五线圈、第七线圈、第八线圈、第六线圈、第四线圈、第二线圈环环相扣并依次绕所述内壳的头部一周设置。

作为本发明的进一步改进，所述第一线圈的一侧与所述第三线圈的一侧部分重叠设置，所述第三线圈的另一侧与所述第五线圈的一侧部分重叠设置，所述第五线圈的另一侧与所述第七线圈的一侧部分重叠设置，所述第七线圈的另一侧与所述第八线圈的一侧部分重叠设置，所述第八线圈的另一侧与所述第六线圈的一侧部分重叠设置，所述第六线圈的另一侧与所述第四线圈的一侧部分重叠设置，所述第四线圈的另一侧与所述第二线圈的一侧部分重叠设置。

作为本发明的进一步改进，所述第九线圈覆盖在所述内壳的前颈部，用于采集人体前颈部的信号；所述第十线圈和第十一线圈覆盖在所述内壳的后颈部的两侧，用于采集人体颈部两侧的信号；所述第十二线圈覆盖在所述内壳的后颈部，用于采集人体后颈部的信号。

作为本发明的进一步改进，所述第九线圈分别与所述第一线圈、第二线圈设有部分重叠；所述第十线圈分别与所述第三线圈、第五线圈、第七线圈设有部分重叠；所述第十一线圈分别与所述第四线圈、第六线圈、第八线圈设有部分重叠；所述第十二线圈分别与所述第七线圈、第八线圈、第十线圈、第十一线圈设有部分重叠。

作为本发明的进一步改进，所述第十三线圈、第十四线圈覆盖在所述内壳的前胸，用于采集人体前胸的信号；所述第十五线圈覆盖在所述内壳的后背，用于采集人体后背的信号，所述第十三线圈、第十四线圈设有部分重叠，所述第九线圈分别与所述第十三线圈、第十四线圈设有部分重叠；所述第十五线圈分别与所述第十线圈、第十一线圈、第十二线圈设有部分重叠。

作为本发明的进一步改进，所述线圈部分还包括第十六线圈，所述第十六线圈为鞍形线圈，所述第十六线圈覆盖在所述内壳的后背，用于采集人体后背的信号；所述第十六线圈分别与所述第十二线圈、第十五线圈设有部分重叠。

作为本发明的进一步改进，所述线圈还包括电子元件，所述电子元件串接在所述第一线圈、第二线圈、第三线圈、第四线圈、第五线圈、第六线圈、第七线圈、第八线圈、第九线圈、第十线圈、第十一线圈、第十二线圈、第十三线圈、第十四线圈、第十五线圈、第十六线圈中的任意一个，所述头颈部多通道射频线圈装置还包括用于罩住所述线圈部分的外壳，所述外壳固定在所述内壳上，所述线圈部分设置在所述外壳、内壳之间；所述第一线圈、第二线圈、第三线圈、第四线圈、第五线圈、第六线圈、第七线圈、第八线圈、第九线圈、第十线圈、第十一线圈、第十二线圈、第十三线圈、第十四线圈、第十五线圈、第十六线圈均采用铜带或电路板制作。

本发明的有益效果是：通过上述方案，能完整的覆盖整个头部、颈部及人体上部胸腔，具有较大的均匀区以及较高的信噪比，成像质量较佳。

附图说明

图1是本发明一种用于核磁共振成像系统的头颈部多通道射频线圈装置的示意图

图2是本发明一种用于核磁共振成像系统的头颈部多通道射频线圈装置的第一线圈的示意图。

图3是本发明一种用于核磁共振成像系统的头颈部多通道射频线圈装置的第二线圈的示意图。

图4是本发明一种用于核磁共振成像系统的头颈部多通道射频线圈装置的第三线圈的示意图。

图5是本发明一种用于核磁共振成像系统的头颈部多通道射频线圈装置的第四线圈的示意图。

图6是本发明一种用于核磁共振成像系统的头颈部多通道射频线圈装置的第五线圈的示意图。

图7是本发明一种用于核磁共振成像系统的头颈部多通道射频线圈装置的第六线圈的示意图。

图8是本发明一种用于核磁共振成像系统的头颈部多通道射频线圈装置的第七线圈的示意图。

图9是本发明一种用于核磁共振成像系统的头颈部多通道射频线圈装置的第八线圈的示意图。

图10是本发明一种用于核磁共振成像系统的头颈部多通道射频线圈装置的第九线圈的示意图。

图11是本发明一种用于核磁共振成像系统的头颈部多通道射频线圈装置的第十线圈的示意图。

图12是本发明一种用于核磁共振成像系统的头颈部多通道射频线圈装置的第十一线圈的示意图。

图13是本发明一种用于核磁共振成像系统的头颈部多通道射频线圈装置的第十二线圈的示意图。

图14是本发明一种用于核磁共振成像系统的头颈部多通道射频线圈装置的第十三线圈的示意图。

图15是本发明一种用于核磁共振成像系统的头颈部多通道射频线圈装置的第十四线圈的示意图。

图16是本发明一种用于核磁共振成像系统的头颈部多通道射频线圈装置的第十五线圈的示意图。

图17是本发明一种用于核磁共振成像系统的头颈部多通道射频线圈装置的第十六线圈的示意图。

具体实施方式

下面结合附图说明及具体实施方式对本发明进一步说明。

图1至图17中的附图标号为：第一线圈1；第二线圈2；第三线圈3；第四线圈4；第五线圈5；第六线圈6；第七线圈7；第八线圈8；第九线圈9；第十线圈10；第十一线圈11；第十二线圈12；第十三线圈13；第十四线圈14；第十五线圈15；第十六线圈16。

如图1至图17所示，一种用于核磁共振成像系统的头颈部多通道射频线圈装置，包括内壳和线圈部分，所述线圈部分固定在所述内壳上；所述内壳包括头部、颈部和胸腔；所述线圈部分包括15个环状线圈，15个环状线圈分别为第一线圈1、第二线圈2、第三线圈3、第四线圈4、第五线圈5、第六线圈6、第七线圈7、第八线圈8、第九线圈9、第十线圈10、第十一线圈11、第十二线圈12、第十三线圈13、第十四线圈14和第十五线圈15，其中，所述第一线圈1、第二线圈2、第三线圈3、第四线圈4、第五线圈5、第六线圈6、第七线圈7、第八线圈8分别覆盖在所述内壳的头部，用于采集人体头部的信号，所述第九线圈9、第十线圈10、第十一线圈11、第十二线圈12分别覆盖在所述内壳的颈部，用于采集人体颈部的信号，所述第十三线圈13、第十四线圈14和第十五线圈15分别覆盖在所述内壳的胸腔，用于采集人体胸腔的信号。

如图1至图17所示，所述内壳设置为头盔甲形状，与人头部、颈部及人体上部胸腔的扫描部位相吻合（共形）。

如图1至图17所示，所述内壳的头部包括脸部和后脑部，所述内壳的颈部包括前颈部和后颈部，所述内壳的胸腔包括前胸和后背。

如图1至图17所示，所述第一线圈1、第二线圈2覆盖在所述内壳的脸部，用于采集人体脸部的信号；所述第三线圈3、第四线圈4覆盖在所述内壳的脸部、后脑部之间，用于采集人体头部两侧的信号；所述第五线圈5、第六线圈6、第七线圈7、第八线圈8覆盖在内壳的后脑部，用于采集人体后脑的信号。

如图1至图17所示，所述第一线圈1、第三线圈3、第五线圈5、第七线圈7、第八线圈8、第六线圈6、第四线圈4、第二线圈2环环相扣并依次绕所述内壳的头部一周设置。

如图1至图17所示，所述第一线圈1的一侧与所述第三线圈3的一侧部分重叠设置，所述第三线圈3的另一侧与所述第五线圈5的一侧部分重叠设置，所述第五线圈5的另一侧与所述第七线圈7的一侧部分重叠设置，所述第七线圈7的另一侧与所述第八线圈8的一侧部分重叠设置，所述第八线圈8的另一侧与所述第六线圈6的一侧部分重叠设置，所述第六线圈6的另一侧与所述第四线圈4的一侧部分重叠设置，所述第四线圈4的另一侧与所述第二线圈2的一侧部分重叠设置，重叠的作用是去除互耦（即重叠区域内的总磁通量为零）。

如图1至图17所示，所述第一线圈1与所述第二线圈2部分重叠或者相贴合拼接。

如图1至图17所示，所述第九线圈9覆盖在所述内壳的前颈部，用于采集人体前颈部的信号；所述第十线圈10和第十一线圈11覆盖在所述内壳的后颈部的两侧，用于采集人体颈部两侧的信号；所述第十二线圈12覆盖在所述内壳的后颈部，用于采集人体后颈部的信号。

如图1至图17所示，所述第九线圈9分别与所述第一线圈1、第二线圈2设有部分重叠；所述第十线圈10分别与所述第三线圈3、第五线圈5、第七线圈7设有部分重叠；所述第十一线圈11分别与所述第四线圈4、第六线圈6、第八线圈8设有部分重叠；所述第十二线圈12分别与所述第七线圈7、第八线圈8、第十线圈10、第十一线圈11设有部分重叠，重叠的作用是去除互耦（即重叠区域内的总磁通量为零）。

如图1至图17所示，所述第十三线圈13、第十四线圈14覆盖在所述内壳的前胸，用于采集人体前胸的信号；所述第十五线圈15覆盖在所述内壳的后背，用于采集人体后背的信号，所述第十三线圈13、第十四线圈14设有部分重叠，所述第九线圈9分别与所述第十三线圈13、第十四线圈14设有部分重叠；所述第十五线圈15分别与所述第十线圈10、第十一线圈11、第十二线圈12设有部分重叠，重叠的作用是去除互耦（即重叠区域内的总磁通量为零）。

如图1至图17所示，所述线圈部分还包括第十六线圈16，所述第十六线圈16为鞍形线圈，所述第十六线圈16覆盖在所述内壳的后背，用于采集人体后背的信号；所述第十六线圈16分别与所述第十二线圈12、第十五线圈15设有部分重叠，重叠的作用是去除互耦（即重叠区域内的总磁通量为零）。

如图1至图17所示，所述线圈还包括电子元件，所述电子元件串接在所述第一线圈1、第二线圈2、第三线圈3、第四线圈4、第五线圈5、第六线圈6、第七线圈7、第八线圈8、第九线圈9、第十线圈10、第十一线圈11、第十二线圈12、第十三线圈13、第十四线圈14、第十五线圈15、第十六线圈16中的任意一个，所述电子元件可以优选为电感或者电容等。

如图1至图17所示，所述头颈部多通道射频线圈装置还包括用于罩住所述线圈部分的外壳，所述外壳固定在所述内壳上，所述线圈部分设置在所述外壳、内壳之间。

如图1至图17所示，所述第一线圈1、第二线圈2、第三线圈3、第四线圈4、第五线圈5、第六线圈6、第七线圈7、第八线圈8、第九线圈9、第十线圈10、第十一线圈11、第十二线圈12、第十三线圈13、第十四线圈14、第十五线圈15、第十六线圈16均采用铜带或电路板制作而成。

如图1至图17所示，在成像过程中，将本发明提供的一种用于核磁共振成像系统的头颈部多通道射频线圈装置罩在人头部、颈部和人体胸腔上部上，即可对人头颈及胸腔进行扫描成像。

如图1至图17所示，射频磁场的激发和接收都是由射频线圈来完成的。对于接收线圈，提高信噪比是至关重要的。一般来讲，较小的线圈和更靠近成像物体会得到较高的信噪比。为了覆盖较大的成像区域，需要使用多个线圈围绕整个成像物体。本发明提供的一种用于核磁共振成像系统的头颈部多通道射频线圈装置满足了上述要求，能完整的覆盖整个头部、颈部及人体上部胸腔，具有较大的均匀区以及较高的信噪比，成像质量较佳。

以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的保护范围。

Claims

1.一种用于核磁共振成像系统的头颈部多通道射频线圈装置，其特征在于：包括内壳和线圈部分，所述线圈部分固定在所述内壳上；所述内壳包括头部、颈部和胸腔；所述线圈部分包括15个环状线圈，15个环状线圈分别为第一线圈、第二线圈、第三线圈、第四线圈、第五线圈、第六线圈、第七线圈、第八线圈、第九线圈、第十线圈、第十一线圈、第十二线圈、第十三线圈、第十四线圈和第十五线圈，其中，所述第一线圈、第二线圈、第三线圈、第四线圈、第五线圈、第六线圈、第七线圈、第八线圈分别覆盖在所述内壳的头部，用于采集人体头部的信号，所述第九线圈、第十线圈、第十一线圈、第十二线圈分别覆盖在所述内壳的颈部，用于采集人体颈部的信号，所述第十三线圈、第十四线圈和第十五线圈分别覆盖在所述内壳的胸腔，用于采集人体胸腔的信号。

2.根据权利要求1所述的用于核磁共振成像系统的头颈部多通道射频线圈装置，其特征在于：所述内壳的头部包括脸部和后脑部，所述内壳的颈部包括前颈部和后颈部，所述内壳的胸腔包括前胸和后背。

3.根据权利要求2所述的用于核磁共振成像系统的头颈部多通道射频线圈装置，其特征在于：所述第一线圈、第二线圈覆盖在所述内壳的脸部，用于采集人体脸部的信号；所述第三线圈、第四线圈覆盖在所述内壳的脸部、后脑部之间，用于采集人体头部两侧的信号；所述第五线圈、第六线圈、第七线圈、第八线圈覆盖在内壳的后脑部，用于采集人体后脑的信号。

4.根据权利要求3所述的用于核磁共振成像系统的头颈部多通道射频线圈装置，其特征在于：所述第一线圈、第三线圈、第五线圈、第七线圈、第八线圈、第六线圈、第四线圈、第二线圈环环相扣并依次绕所述内壳的头部一周设置。

5.根据权利要求4所述的用于核磁共振成像系统的头颈部多通道射频线圈装置，其特征在于：所述第一线圈的一侧与所述第三线圈的一侧部分重叠设置，所述第三线圈的另一侧与所述第五线圈的一侧部分重叠设置，所述第五线圈的另一侧与所述第七线圈的一侧部分重叠设置，所述第七线圈的另一侧与所述第八线圈的一侧部分重叠设置，所述第八线圈的另一侧与所述第六线圈的一侧部分重叠设置，所述第六线圈的另一侧与所述第四线圈的一侧部分重叠设置，所述第四线圈的另一侧与所述第二线圈的一侧部分重叠设置。

6.根据权利要求5所述的用于核磁共振成像系统的头颈部多通道射频线圈装置，其特征在于：所述第九线圈覆盖在所述内壳的前颈部，用于采集人体前颈部的信号；所述第十线圈和第十一线圈覆盖在所述内壳的后颈部的两侧，用于采集人体颈部两侧的信号；所述第十二线圈覆盖在所述内壳的后颈部，用于采集人体后颈部的信号。

7.根据权利要求6所述的用于核磁共振成像系统的头颈部多通道射频线圈装置，其特征在于：所述第九线圈分别与所述第一线圈、第二线圈设有部分重叠；所述第十线圈分别与所述第三线圈、第五线圈、第七线圈设有部分重叠；所述第十一线圈分别与所述第四线圈、第六线圈、第八线圈设有部分重叠；所述第十二线圈分别与所述第七线圈、第八线圈、第十线圈、第十一线圈设有部分重叠。

8.根据权利要求7所述的用于核磁共振成像系统的头颈部多通道射频线圈装置，其特征在于：所述第十三线圈、第十四线圈覆盖在所述内壳的前胸，用于采集人体前胸的信号；所述第十五线圈覆盖在所述内壳的后背，用于采集人体后背的信号，所述第十三线圈、第十四线圈设有部分重叠，所述第九线圈分别与所述第十三线圈、第十四线圈设有部分重叠；所述第十五线圈分别与所述第十线圈、第十一线圈、第十二线圈设有部分重叠。

9.根据权利要求8所述的用于核磁共振成像系统的头颈部多通道射频线圈装置，其特征在于：所述线圈部分还包括第十六线圈，所述第十六线圈为鞍形线圈，所述第十六线圈覆盖在所述内壳的后背，用于采集人体后背的信号；所述第十六线圈分别与所述第十二线圈、第十五线圈设有部分重叠。

10.根据权利要求9所述的用于核磁共振成像系统的头颈部多通道射频线圈装置，其特征在于：所述线圈还包括电子元件，所述电子元件串接在所述第一线圈、第二线圈、第三线圈、第四线圈、第五线圈、第六线圈、第七线圈、第八线圈、第九线圈、第十线圈、第十一线圈、第十二线圈、第十三线圈、第十四线圈、第十五线圈、第十六线圈中的任意一个，所述头颈部多通道射频线圈装置还包括用于罩住所述线圈部分的外壳，所述外壳固定在所述内壳上，所述线圈部分设置在所述外壳、内壳之间；所述第一线圈、第二线圈、第三线圈、第四线圈、第五线圈、第六线圈、第七线圈、第八线圈、第九线圈、第十线圈、第十一线圈、第十二线圈、第十三线圈、第十四线圈、第十五线圈、第十六线圈均采用铜带或电路板制作。