CN106556812A - 射频线圈装置及磁共振成像装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种射频线圈装置及磁共振成像装置，该射频线圈装置包括电感圆环形载体、第一电容圆环形载体及第二电容圆环形载体。电感圆环形载体上沿周向间隔设置有多个电感横条。第一电容圆环形载体上沿周向设置有多个第一电容元件，第一电容圆环形载体被配置为能够拆卸地连接至电感圆环形载体的一端，该多个第一电容元件被配置为能够插拔地对应连接该多个电感横条的一端。第二电容圆环形载体上沿周向设置有多个第二电容元件，该第二电容圆环形载体被配置为能够拆卸地连接至电感圆环形载体的另一端，该多个第二电容元件被配置为能够插拔地对应连接该多个电感横条的另一端。

Description

射频线圈装置及磁共振成像装置

技术领域

本发明涉及医疗成像领域，尤其涉及一种射频线圈装置及磁共振成像装置。

背景技术

磁共振(Magnetic Resonance，MR)成像系统包括射频线圈和梯度线圈。射频线圈用于发射一定频率和功率的射频脉冲以使被检体内的氢质子产生共振，并接收被检体内氢质子产生的磁共振信号，该磁共振信号用于对被检体的被检测部位进行图像重建。梯度线圈用于发射层面选择梯度脉冲、相位编码梯度脉冲以及频率编码梯度脉冲(也称读出梯度脉冲)以对上述磁共振信号提供三维位置信息，以实现图像重建。

在磁共振成像系统中，往往需要专门设计多种射频线圈，以满足不同的临床应用，例如不同的参数需求或者性能需求。由于每种射频线圈相互之间不能通用，当需要调整成像参数，例如调整扫描视野(FOV)时，往往需要更换整个射频线圈，带来很多问题，例如：

在新产品研发过程中，即使需要对某个参数进行细微的调节，也需要重新设计新的射频线圈，例如设计新的载体并更换载体上的电路元件，使得研发的时间成本增大；

由于每次设计新的射频线圈，研发人员都需要保存大量备用的射频元器件，随着保存的射频元器件的数量不断增加，造成元件库存增大，从而增加成本，以及很容易在设计中造成元器件的错用，给设计带来风险；

一旦设计好射频线圈，则不能对其进行更改，使得磁共振成像系统仅能满足有限的几组参数需求，使用范围小，更无法满足用户的特别定制；

如果射频线圈的某个部位损坏或者某个元件失效，需要更换整个射频线圈，造成资源浪费。

发明内容

本发明的一个目的在于提供一种能够灵活配置并快速满足不同参数需求的射频线圈装置以及具有该射频线圈装置的磁共振成像系统。

本发明的示例性实施例提供了一种射频线圈装置，包括电感圆环形载体、第一电容圆环形载体及第二电容圆环形载体。电感圆环形载体上沿周向间隔设置有多个电感横条。第一电容圆环形载体上沿周向设置有多个第一电容元件，第一电容圆环形载体被配置为能够拆卸地连接至电感圆环形载体的一端，该多个第一电容元件被配置为能够插拔地对应连接该多个电感横条的一端。第二电容圆环形载体上沿周向设置有多个第二电容元件，该第二电容圆环形载体被配置为能够拆卸地连接至电感圆环形载体的另一端，该多个第二电容元件被配置为能够插拔地对应连接该多个电感横条的另一端。

本发明的示例性实施例还提供了一种磁共振成像系统，其中安装有上述射频线圈装置。

通过下面的详细描述、附图以及权利要求，其他特征和方面会变得清楚。

附图说明

通过结合附图对于本发明的示例性实施例进行描述，可以更好地理解本发明，在附图中：

图1、图2均为本发明一个实施例提供射频线圈装置的结构示意图；

图3为图1中的多个第一电容元件的结构示意图。

具体实施方式

以下将描述本发明的具体实施方式，需要指出的是，在这些实施方式的具体描述过程中，为了进行简明扼要的描述，本说明书不可能对实际的实施方式的所有特征均作详尽的描述。应当可以理解的是，在任意一种实施方式的实际实施过程中，正如在任意一个工程项目或者设计项目的过程中，为了实现开发者的具体目标，为了满足系统相关的或者商业相关的限制，常常会做出各种各样的具体决策，而这也会从一种实施方式到另一种实施方式之间发生改变。此外，还可以理解的是，虽然这种开发过程中所作出的努力可能是复杂并且冗长的，然而对于与本发明公开的内容相关的本领域的普通技术人员而言，在本公开揭露的技术内容的基础上进行的一些设计，制造或者生产等变更只是常规的技术手段，不应当理解为本公开的内容不充分。

除非另作定义，权利要求书和说明书中使用的技术术语或者科学术语应当为本发明所属技术领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本发明专利申请说明书以及权利要求书中使用的“第一”、“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的组成部分。“一个”或者“一”等类似词语并不表示数量限制，而是表示存在至少一个。“包括”或者“包含”等类似的词语意指出现在“包括”或者“包含”前面的元件或者物件涵盖出现在“包括”或者“包含”后面列举的元件或者物件及其等同元件，并不排除其他元件或者物件。“连接”或者“相连”等类似的词语并非限定于物理的或者机械的连接，也不限于是直接的还是间接的连接。

图1、图2均为本发明一个实施例提供射频线圈装置的结构示意图。如图1、图2所示，该射频线圈装置包括电感圆环形载体100、第一电容圆环形载体200以及第二电感圆环形载体300。第一电容圆环形载体200被配置为能够拆卸地连接至电感圆环形载体100的一端，第二电容圆环形载体300被配置为能够拆卸地连接至电感圆环形载体100的另一端。通过这种设置方式，使得射频线圈装置整体上呈鸟笼状。由于电感圆环形载体100、第一电容圆环形载体200以及第二电感圆环形载体300互相之间是可拆卸地连接的，使得能够根据需要替换其中一个。

沿电感圆环形载体100的周向间隔设置有多个电感横条110；沿第一电容圆环形载体200的周向设置有多个第一电容元件210；沿第二电容圆环形载体300的周向设置有多个第二电容元件310。该多个第一电容元件210被配置为能够插拔地对应连接该多个电感横条110的一端，该多个第二电容元件310被配置为能够插拔地连接该多个电感横条110的另一端。由于第一电容元件210、电感横条110以及第二电容元件310互相之间的连接是可插拔的，因此，当替换其所在的电感圆环形载体100、第一电容圆环形载体200以及第二电感圆环形载体300时，能够使得新的第一电容元件210、电感横条110以及第二电容元件310重新快速进行连接而形成新的射频线圈装置。

上述的多个电感横条110与连接其的多个第一电容元件210以及多个第二电容元件310可等效为环形的射频线圈，以发射射频脉冲或者接收磁共振信号。

可选地，各电感横条110为导电金属片，例如铜片。

可选地，作为一种实施方式，上述多个第一电容元件210以及多个第二电容元件310可为，例如电解电容器、陶瓷电容器等购买自电容器厂商的电容器，并且，该等电容器固定在第一电容圆环形载体200上，固定的方式包括但不限于焊接、插入等。

图3为图1中的多个第一电容元件210的结构示意图。如图2所示，作为另一种实施方式，还可通过以下方式进行配置以形成上述多个第一电容元件210：

第一电容圆环形载体200的外表面上沿其周向设置有第一衬底211，该第一衬底211的上表面上沿周向设有多个第一导电金属片214，该第一衬底211的下表面上沿周向设有多个第二导电金属片217，每相邻两个第一导电金属片214之间设有第一间隔215，每相邻两个第二导电金属片217之间设有第二间隔218，每个第二导电金属片217沿径向与一个第一间隔215相对且分别与相邻的两个第一导电金属片214的部分重合。

因此，每个第二导电金属片217以及与该第二导电金属片217相邻的两个第一导电金属片214形成一个第一电容元件210，并且第一导电金属片214和第二导电金属片217沿径向重合的部分的尺寸决定了第一电容元件210的电容容值。

上述的“导电金属片”可包括，例如铜片。上述的第一衬底211为有利于电容形成的材料，如介电材料形成。

上述的第一导电金属片214以及第二导电金属片217可通过例如图形化的方式形成在第一衬底211上。形成有第一导电金属片214和第二导电金属片217的第一衬底211可通过例如粘结的形式形成在第一电容圆环形载体200的外表面上，更具体地，可在第一电容圆环形载体200的外表面上设置用于放置该第一衬底211的凹槽或轴肩。

本发明的实施例中，可根据相同的原理并通过同样的配置方式来形成与上述多个第一电容元件210的结构相同的多个第二电容元件310，例如：

第二电容圆环形载体300的外表面上沿其周向设置有第二衬底，该第二衬底的上表面上沿周向设有多个第三导电金属片，该第二衬底的下表面上沿周向设有多个第四导电金属片，每相邻两个第三导电金属片之间设有第三间隔，每相邻两个第四导电金属片之间设有第四间隔，每个第四导电金属片沿径向与一个第三间隔相对且分别与相邻的两个第三导电金属片的部分重合。

可选地，任意相邻两个第一导电金属片214或任意相邻两个第三导电金属片之间连接有一个或多个第三电容元件900。通过这种方式，可使得一个或多个第三电容元件能够并联连接至一个或多个第一电容元件210，或者使得一个或多个第三电容元件能够并联连接至一个或多个第二电容元件310。因此，可以通过连接第三电容元件，来实现根据磁共振扫描的性能参数来微调电容容值，而避免直接更换第一电容元件210或第二电容元件310。上述连接电容元件的方式包括但不限于焊接、插入等。

可选地，每个电感横条110的两端分别连接有第一电感接口和第二电感接口，分别连接至该多个电感横条110的第一电感接口和第二电感接口设置在电感圆环形载体上。每个第一电容元件210连接有第一电容接口，分别连接该多个第一电容元件210的第一电容接口可插拔地与该多个电感横条110的第一电感接口连接。每个第二电容元件310连接有第二电容接口，分别连接该多个第二电容元件310的第二电容接口可插拔地与该多个电感横条110的第二电感接口连接。

通过以上方式，实现了各电感横条110与对应的第一电容元件和第二电容元件的快速连接或者快速断开，使得能够更方便地更换射频线圈装置的电感圆环形载体100、第一电容圆环形载体200或者第二电容圆环形载体300。

可选地，本发明实施例的射频线圈装置还包括射频馈入圆弧形载体400以及去耦合圆弧形载体500。射频馈入圆弧形载体400上设置有射频馈入电路(图中未示出)，并且，射频馈入圆弧形载体400被配置为能够拆卸地连接至第一电容圆环形载体200，射频馈入电路被配置为能够插拔地连接该多个第一电容元件210中的一个。去耦合圆弧形载体500上设置有去耦合电路(图中未示出)，并且，去耦合圆弧形载体500被配置为能够拆卸地连接至第二电容圆环形载体300，去耦合电路被配置为能够插拔地连接该多个第二电容元件310中的一个。

本领域技术人员应当理解，上述的“射频馈入电路”用于向射频线圈传输电流控制信号以控制射频线圈发射射频磁场脉冲，上述的“去耦合电路”作为切换开关，用于切换射频线圈工作在发射模式或接收模式。

上述的射频馈入电路可通过粘接、卡扣等方式以一定的形状和路径固定在射频馈入圆弧形载体400，同样的，去耦合电路也可通过粘接、卡扣等方式以一定的形状和路径固定在去耦合圆弧形载体500上，具体地，可在射频馈入圆弧形载体400和去耦合圆弧形载体500的外表面上分别设置用于容纳电路的凹槽。

并且，为了实现射频馈入电路与第一电容元件210快速地进行连接或断开，可在第一电容圆环形载体200上设置连接至任一第一电容元件210的第三电容接口，在射频馈入圆弧形载体400上设置连接至射频馈入电路的射频馈入电路接口，并使得第三电容接口和射频馈入电路接口能够可插拔地连接。为了实现去耦合电路与任一第二电容元件310快速地进行连接或断开，可在第二电容圆环形载体300上设置连接至任一第二电容元件310的第四电容接口，在去耦合圆弧形载体500上设置连接至去耦合电路的去耦合电路接口，并使得第四电容接口和去耦合电路接口能够可插拔地连接。

可选地，本发明的实施例中，在电感圆环形载体100的两端、第一电容圆环形载体200的两端、第二电容圆环形载体300的两端、射频馈入圆弧形载体400的一端、以及去耦合圆弧形载体500的一端分别向外延伸形成有安装部801，上述射频馈入圆弧形载体400、第一电容圆环形载体200、电感圆环形载体100、第二电容圆环形载体300以及去耦合圆弧形载体500被配置为可拆卸地依次连接，其中每相邻两个安装部801被配置为能够互相套设或旋接。通过这种方式，使得射频线圈装置的各圆环形或圆弧形载体安装结构的可靠性更高，并且使得对上述各圆环形或圆弧形载体的更换更为方便。

可选地，为了进一步提高各圆环形或圆弧形载体安装结构的可靠性更高，本发明实施例的射频线圈装置还包括一个或多个固定件(图中未示出)，每个固定件用于将互相套设或旋接的两个安装部801固定在一起。例如，该固定件包括但不限于锁合结构、卡扣结构等。

可选地，射频馈入圆弧形载体400的一端连接有与第一电容圆环形载体200相对的第一圆弧形安装件600，去耦合圆弧形载体500的一端连接有与第二电容圆环形载体300相对的第二圆弧形安装件700，该第一圆弧形安装件600和第二圆弧形安装件700用于将射频线圈装置安装在磁共振成像装置中，包括但不限于将第一圆弧形安装件600和第二圆弧形安装件700用支架等方式连接在磁体上或扫描件地板上。

具体地，上述射频馈入圆弧形载体400和去耦合圆弧形载体500可分别被配置为能够拆卸地连接至该第一圆弧形安装件600和第二圆弧形安装件700。

上述的“圆弧形”既包括整体为圆环形的情形，也包括仅为圆环形的一部分的情形，例如一段弧形。在后一种情况中，射频馈入圆弧形载体400的所欠缺的圆环形的另一部分弧形可以作为一个单独的部件，连接在与该射频馈入圆弧形载体400相邻的部件(例如连接在第一电容环形载体200上、第一圆弧形安装件600上、或者第一圆弧形安装件所欠缺的圆环形的另一部分弧形部件上)，并且与射频馈入圆弧形载体400形成一个整体的圆环形部件。去耦合圆弧形载体500的所欠缺的圆环形的另一部分弧形也可以作为一个单独的部件，连接在与该去耦合圆弧形载体500相邻的部件(例如连接在第二电容环形载体300上、第二圆弧形安装件700上或者第二圆弧形安装件700所欠缺的圆环形的另一部分弧形部件上)，并且与去耦合圆弧形载体500形成一个整体的圆环形部件。

同样的，在上述后一种情况中，第一圆弧形安装件600和第二圆弧形安装件700所欠缺的圆环形的另一部分弧形也可以作为一个单独的部件，连接在与相应安装件相邻的另一部件上(例如，第一圆弧形安装件600所欠缺的圆环形的另一部分圆弧形部件连接在射频馈入圆弧形载体400上或连接与该射频馈入圆弧形载体400连接形成圆环状的圆弧形部件上)。

本发明的实施例中，射频线圈装置包括多个可拆卸地连接的圆环形载体，并分别在各圆环形或圆弧形载体上沿周向设置多个电感横条和可插拔地连接至电感横条两端的电容元件，该多个电感横条和两端的电容元件等效形成环形的射频线圈，可通过对承载有电容元件或电感横条的圆环形载体进行更换，来满足磁共振扫描的各种参数需求，避免在研发过程中多次重新设计射频线圈，降低了研发成本，并且避免了囤积用于设计新射频线圈的射频元器件，很容易通过更换圆环形载体来满足用户对诸如扫描视野(FOV)等性能参数的特别定制，并且，当射频线圈装置的部分部位损坏或原件失效，能够通过更换相应部分来对其进行修复，节省资源。

例如，可将电感圆环形载体之外的其它圆环形载体作为标准件，并备用不同尺寸(例如轴长)的电感圆环形载体作为可替换件，每种尺寸的电感圆环形载体上设置的电感横条的长度不同，每种长度的电感横条用于满足一种扫描视野的参数需求，可以根据不同产品的临床需要替换电感圆环形载体，节约不同产品的开发时间，非常方便。

上面已经描述了一些示例性实施例。然而，应该理解的是，可以做出各种修改。例如，如果所描述的技术以不同的顺序执行和/或如果所描述的系统、架构、设备或电路中的组件以不同方式被组合和/或被另外的组件或其等同物替代或补充，则可以实现合适的结果。相应地，其他实施方式也落入权利要求的保护范围内。

Claims (10)

1.一种射频线圈装置，所述射频线圈装置包括：

电感圆环形载体，其上沿周向间隔设置有多个电感横条；

第一电容圆环形载体，其上沿周向设置有多个第一电容元件，所述第一电容圆环形载体被配置为能够拆卸地连接至所述电感圆环形载体的一端，所述多个第一电容元件被配置为能够插拔地对应连接所述多个电感横条的一端；以及，

第二电容圆环形载体，其上沿周向设置有多个第二电容元件，所述第二电容圆环形载体被配置为能够拆卸地连接至所述电感圆环形载体的另一端，所述多个第二电容元件被配置为能够插拔地对应连接所述多个电感横条的另一端。

2.根据权利要求1所述的射频线圈装置，其中，

所述第一电容圆环形载体的外表面上沿其周向设置有第一衬底，所述第一衬底的上表面上沿周向设有多个第一导电金属片，所述第一衬底的下表面上沿周向设有多个第二导电金属片，每相邻两个第一导电金属片之间设有第一间隔，每相邻两个第二导电金属片之间设有第二间隔，每个第一导电金属片沿径向与一个第二间隔相对且分别与相邻的两个第二导电金属片的部分重合；

所述第二电容圆环形载体的外表面上沿其周向设置有第二衬底，所述第二衬底的上表面上沿周向设有多个第三导电金属片，所述第二衬底的下表面上沿周向设有多个第四导电金属片，每相邻两个第三导电金属片之间设有第三间隔，每相邻两个第四导电金属片之间设有第四间隔，每个第三导电金属片沿径向与一个第四间隔相对且分别与相邻的两个第四导电金属片的部分重合。

3.根据权利要求2所述的射频线圈装置，其中，任意相邻两个第一导电金属片或任意相邻两个第三导电金属片之间连接有一个或多个第三电容元件。

4.根据权利要求1所述的射频线圈装置，其中，各所述电感横条为导电金属片。

5.根据权利要求1所述的射频线圈装置，其中，

每个所述电感横条的两端分别连接有第一电感接口和第二电感接口，分别连接至所述多个电感横条的第一电感接口和第二电感接口设置在所述电感圆环形载体上；以及，

每个所述第一电容元件连接有第一电容接口，分别连接所述多个第一电容元件的第一电容接口可插拔地与所述多个电感横条的第一电感接口连接；

每个所述第二电容元件连接有第二电容接口，分别连接所述多个第二电容元件的第二电容接口可插拔地与所述多个电感横条的第二电感接口连接。

6.根据权利要求1所述的射频线圈装置，其中，所述射频线圈装置还包括：

射频馈入圆弧形载体，其上设置有射频馈入电路，所述射频馈入圆弧形载体被配置为能够拆卸地连接至所述第一电容圆环形载体，所述射频馈入电路被配置为能够插拔地连接所述多个第一电容元件中的一个；以及，

去耦合圆弧形载体，其上设置有去耦合电路，所述去耦合圆弧形载体被配置为能够拆卸地连接至所述第二电容圆环形载体，所述去耦合电路被配置为能够插拔地连接所述多个第二电容元件中的一个。

7.根据权利要求6所述的射频线圈装置，其中，所述电感圆环形载体的两端、所述第一电容圆环形载体的两端、所述第二电容圆环形载体的两端、所述射频馈入圆弧形载体的一端、以及所述去耦合圆弧形载体的一端分别向外延伸形成有安装部，所述射频馈入圆弧形载体、第一电容圆环形载体、电感圆环形载体、第二电容圆环形载体以及去耦合圆弧形载体被配置为可拆卸地依次连接，其中每相邻两个安装部被配置为能够互相套设或旋接。

8.根据权利要求7所述的射频线圈装置，其中，所述射频线圈装置还包括一个或多个固定件，每个所述固定件用于将互相套设或旋接的两个安装部固定在一起。

9.根据权利要求6所述的射频线圈装置，其中，所述射频馈入圆弧形载体的一端连接有与所述第一电容圆环形载体相对的第一圆弧形安装件，所述去耦合圆弧形载体的一端连接有与所述第二电容圆环形载体相对的第二圆弧形安装件，所述第一圆弧形安装件和第二圆弧形安装件用于将所述射频线圈装置安装在磁共振成像装置中。

10.一种磁共振成像装置，其中安装有权利要求1-9任一项所述的射频线圈装置。