CN107561465A - 一种用于水平场磁共振手部成像的线圈装置 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种用于水平场磁共振手部成像的线圈装置，包括：用于产生主磁场(B0)场的B0场发生器，线圈外壳，以及设于所述线圈外壳内的手部线圈；还包括用于供被成像者仰卧的躺床，所述线圈外壳布置在所述躺床的上方，并且所述线圈外壳内形成有水平延伸的、供被成像者手部伸入的置手孔，所述置手孔的轴线与所述B0场发生器产生的B0场方向垂直，所述手部线圈环绕布置在所述置手孔的外围。本申请提高了成像检查时被检查者的舒适性，并优化了线圈的信噪比和成像效果。

Description

一种用于水平场磁共振手部成像的线圈装置

技术领域

本申请涉及磁共振成像领域，具体涉及一种用于水平场磁共振手部成像的线圈装置。

背景技术

磁共振系统是一种医学成像设备，其中射频(RF，Radio Frequency)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。为了提高图像的清晰度(或信噪比，或灵敏度)，一般线圈设计的首要出发点是确定线圈的形状和内腔尺寸，尺寸既不能不太也不能太小。因为如果线圈尺寸太大的话，会降低磁共振图像的清晰度；而太小的话，可能有相当比例的病人特定部位无法放置入线圈内部。所以线圈设计的首要原则是在满足扫描部位或对象的尺寸的情况下，将线圈的尺寸做得尽量贴近扫描部位或对象。比如一个头部线圈的设计，它的尺寸能满足绝大部分病人(比如95％以上的病人)的头部都能放入线圈内即可。

因此，射频接收线圈可根据扫描部位或对象的名称命名，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才能获得最好的图像效果，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，扫描手部的线圈称为手部线圈或手腕线圈。磁共振扫描采用专用线圈有助于大幅度提升临床图像的性能。

在确定了线圈的内腔尺寸及形状后，线圈单元的分布走向、形状、数量等因素也直接影响着磁共振图像的性能好坏。这里首先简单介绍一下单元走向的首要原则：单元铜皮闭合后形成的曲面的法线应该尽可能跟磁体B0场的方向垂直。当垂直的时候，单元接收性能是最好的；如果是平行，则接收不到信号；如果是介于垂直和平行之间，接收的信号也将介于两者之间。此外再介绍一个相对容易被设计人员忽略的特点：相同的两个单元，法线方向都垂直于B0场方向，但一个单元是表面单元(表面线圈单元)，另外一个是中心环绕的线圈单元，则中心环绕单元的接收能力要明显强于表面线圈单元。

此外，磁共振图像性能跟磁场B0以及射频发射场B1的均匀性息息相关，B0和B1场越均匀，图像效果越好，而在磁体中心，B0场和B1场是最均匀的，越是远离中心，场均匀性越差。因此扫描部位是否位于磁体的中心附近还是远离磁体中心，也对磁共振临床图像性能有很大的影响。

具体到水平场磁共振手部线圈，目前业界流行的设计思路有以下2个特征：

1、因为磁共振磁体内腔空间的有限性，病人一般是俯卧(或部分是仰卧)在病床上，将手部举过头顶，这样可以将手部放置在磁体中心附近位置。此时手的走向是跟人体的头脚方向一致的，这也决定了手线圈的内腔孔洞的走向是跟磁体孔洞的走向是平行的。

2、围绕着手部线圈的内腔设计若干个表面线圈单元，以尽可能保证每个线圈单元的法线方向是跟磁体方向垂直的。

结合前面介绍的内容，分析一下目前这种流行设计的优缺点：

优点主要有：

1、手部在成像的时候，可放置到磁体中心附近，而中心是B0场和B1场最均匀的地方，有助于成像效果的优化。

2、线圈单元设计简单成熟

缺点主要有：

1、病人成像时候，采取的姿势主要是俯卧举手过头顶的姿势，对部分身体状况不良的人来说，并不舒服，特别是磁共振成像时间相对较长。

2、线圈的单元设计只能采用表面线圈，而不能采用环绕型的线圈单元，因为此时环绕型单元的法线方向平行于B0场方向，无法起到获取信号的作用。因此成像效果并没有最大幅度的获得提升。

发明内容

本申请的目的是：提出一种用于水平场磁共振手部成像的线圈装置，以提高成像检查时被检查者的舒适性，并优化线圈的信噪比和成像效果。

为了达到上述目的，本申请的技术方案是：

一种用于水平场磁共振手部成像的线圈装置，包括：

用于产生B0场的B0场发生器，

线圈外壳，以及

设于所述线圈外壳内的手部线圈；

还包括用于供被成像者仰卧的躺床，所述线圈外壳布置在所述躺床的上方，并且所述线圈外壳内形成有水平延伸的、供被成像者手部伸入的置手孔，所述置手孔的轴线与所述B0场发生器产生的B0场方向垂直，所述手部线圈环绕布置在所述置手孔的外围。

本申请在上述技术方案的基础上，还包括以下优选方案：

所述手部线圈包括环绕在所述置手孔外围的至少一个线圈单元Ⅰ。

所述线圈单元Ⅰ共设置有两个，两个所述线圈单元Ⅰ共同形成相互平行的平行部分以及呈“X”形交叉布置的交叉部分，所述平行部分与所述交叉部分一体连接而形成一闭合环形结构。

所述手部线圈还包括围绕所述置手孔依次布置的若干个线圈单元Ⅱ。

每个所述线圈单元Ⅱ的法线均垂直于所述置手孔轴线布置。

任意相邻的两个所述线圈单元Ⅱ彼此交叉布置。

所述线圈单元Ⅱ共设置有七个。

所述B0场发生器包括供所述躺床伸入的躺床收容孔，所述躺床通过直线位移导轨与所述B0场发生器活动连接，而使得该躺床能够移入/移出所述躺床收容孔。

所述线圈外壳通过支撑架位置可调地支撑于所述躺床的上方。

本申请的优势在于：

1、本申请将手部线圈的线圈外壳设置躺床的上方，并且线圈外壳内的置手孔垂直于B0场方向，在成像检查时，被检查者的手部平放在头颈上方而伸入线圈外壳的置手孔中，被检查者处于十分舒适的姿势。而且，因手部线圈环绕布置在置手孔的外围，而置手孔的孔轴线又与B0场方向相垂直，那么手部线圈整体的法线也就垂直或基本垂直于B0场方向，故而手部线圈接收的信号较强，获得的图像更为清晰。

2、手部线圈包括环绕在置手孔外围的线圈单元Ⅰ(中心环绕线圈单元)以及围绕置手孔依次布置的多个线圈单元Ⅱ(表面线圈单元)，其具有非常好的成像清晰度。

3、B0场发生器包括供所述躺床伸入的躺床收容孔，躺床通过直线位移导轨与B0场发生器活动连接，而使得该躺床能够借助直线位移导轨移入/移出躺床收容孔。成像检查时，先将躺床全部移出躺床收容孔外，待被检查者仰卧在躺床并将手部伸入置手孔之后，再将躺床移入躺床收容孔中，非常方便，而且保证了成像清晰度。

附图说明

图1为本申请实施例磁共振成像眼部线圈装置的整体结构示意图；

图2为本申请实施例磁共振成像眼部线圈装置的局部结构示意图之一；

图3为本申请实施例磁共振成像眼部线圈装置的局部结构示意图之二；

图4为本申请实施例磁共振成像眼部线圈装置中线圈的结构示意图。。

其中：1-B0场发生器，1a-躺床收容孔，2-线圈外壳，2a-置手孔，3-手部线圈，3a-线圈单元Ⅰ，3b-线圈单元Ⅱ，4-躺床，5-支撑架。

具体实施方式

下面通过具体实施方式结合附图对本申请作进一步详细说明。本申请可以以多种不同的形式来实现，并不限于本实施例所描述的实施方式。提供以下具体实施方式的目的是便于对本申请公开内容更清楚透彻的理解，其中上、下、左、右等指示方位的字词仅是针对所示结构在对应附图中位置而言。

然而，本领域的技术人员可能会意识到其中的一个或多个的具体细节描述可以被省略，或者还可以采用其他的方法、组件或材料。在一些例子中，一些实施方式并没有描述或没有详细的描述。

此外，本文中记载的技术特征、技术方案还可以在一个或多个实施例中以任意合适的方式组合。对于本领域的技术人员来说，易于理解与本文提供的实施例有关的方法的步骤或操作顺序还可以改变。因此，附图和实施例中的任何顺序仅仅用于说明用途，并不暗示要求按照一定的顺序，除非明确说明要求按照某一顺序。

本文中为部件所编序号本身，例如“第一”、“第二”等，仅用于区分所描述的对象，不具有任何顺序或技术含义。而本申请所说“连接”、“联接”，如无特别说明，均包括直接和间接连接(联接)。

实施例一：

图1至图3示出了本申请这种用于水平场磁共振手部成像的线圈装置的第一个具体实施例。与传统手部线圈装置相同的是，该线圈装置也包括：用于产生B0场的B0场发生器1，线圈外壳2，设于线圈外壳2内的手部线圈3。

本实施例的关键改进在于：该装置还包括一个用于供被成像者仰卧躺床4。上述线圈外壳2通过支撑架5布置在躺床4的上方，并且线圈外壳2内水平贯通设置有一个供被成像者手部伸入的置手孔2a。置手孔2a的轴线垂直于B0场发生器1产生的B0场方向，为了表述方便，我们将B0场发生器1产生的B0场方向定义为“纵向”，将置手孔2a的轴线延伸方向定义为“横向”。上述手部线圈3环绕布置在置手孔2a的外围。

实际应用时，被成像者(即被检查者)仰卧在躺床4上，并使被成像者的身长尽量平行于B0场发生器1产生的B0场方向。被成像者将手部上抬至头颈上方并水平伸入线圈外壳2的置手孔2a中，开始成像检查，被检查者处于十分舒适的姿势。因手部线圈3环绕布置在置手孔2a的外围，而置手孔2a的孔轴线又与B0场方向相垂直，那么手部线圈3整体的法线也就垂直或基本垂直于B0场方向，故而手部线圈3接收的信号较强，获得的图像更为清晰。

本实施例中，躺床4的外轮廓大致呈矩形，其长度方向与前述B0场发生器1产生的B0场方向相平行，以便被成像者仰卧在躺床4时，其身长刚好基本平行于B0场发生器1产生的B0场方向。

参照图1所示，上述B0场发生器1的主体部分大致呈圆筒状结构，其包括供所述躺床4伸入的躺床收容孔1a，躺床4通过直线位移导轨与B0场发生器1活动连接，而使得该躺床4能够借助直线位移导轨移入/移出躺床收容孔1a。成像检查时，先将躺床4全部移出躺床收容孔1a外，待被检查者仰卧在躺床4并将手部伸入置手孔2a之后，再将躺床4移入躺床收容孔1a中。

考虑到每个人的身形尺寸有所不同，如果线圈外壳2在躺床4上的位置固定而不可调节，势必会导致一些身形较大或较小的被检查者在成像检查时手部放置位置不够舒适，故而本实施例中的线圈外壳2是通过上述支撑架5位置可调地支撑于躺床4的上方。具体地，支撑架5在躺床4上的连接位置可调，同时支撑架5的高度也可调，如此实现线圈外壳2在躺床4上的垂直位置和水平位置均可调节。

参照图2和图3所示，上述手部线圈3包括环绕在置手孔2a外围的一个线圈单元Ⅰ3a(中心环绕线圈单元)以及围绕置手孔2a依次布置的七个线圈单元Ⅱ3b(表面线圈单元)。我们发现，这种结构形式的手部线圈3具有非常好的成像清晰度。

本实施例中，任意相邻的两个线圈单元Ⅱ3b彼此交叉布置(部分重叠)，采用部分重叠方式去耦。而且每个线圈单元Ⅱ3b的法线均垂直于置手孔2a轴线布置。

这里所说的"线圈单元Ⅱ的法线",具有这样的含义:线圈单元Ⅱ为闭合的环形结构，该闭合环形围成一个面，所说的法线就是指这个面的法线。

实施例二：

图4示出了本申请这种用于水平场磁共振手部成像的线圈装置的第二个具体实施例。本实施例中的线圈装置与上述实施例一中线圈装置的结构基本相同，唯一区别在于手部线圈3的具体结构与实施例一有所不同。本实施例中，手部线圈3包括环绕在置手孔2a外围的两个线圈单元Ⅰ3a(中心环绕线圈单元)以及围绕置手孔2a依次布置的七个线圈单元Ⅱ3b(表面线圈单元)，这两个线圈单元Ⅰ3a共同形成相互平行的平行部分以及呈“X”形交叉布置的交叉部分，所述平行部分与所述交叉部分一体连接而形成一闭合环形结构。

以上内容是结合具体的实施方式对本申请所作的进一步详细说明，不能认定本申请的具体实施只局限于这些说明。对于本申请所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换。

Claims (9)

1.一种用于水平场磁共振手部成像的线圈装置，包括：

用于产生B0场的B0场发生器(1)，

线圈外壳(2)，以及

设于所述线圈外壳(2)内的手部线圈(3)；

其特征在于，还包括用于供被成像者仰卧的躺床(4)，所述线圈外壳(2)布置在所述躺床(4)的上方，并且所述线圈外壳(2)内形成有水平延伸的、供被成像者手部伸入的置手孔(2a)，所述置手孔(2a)的轴线与所述B0场发生器(1)产生的B0场方向垂直，所述手部线圈(3)环绕布置在所述置手孔(2a)的外围。

2.根据权利要求1所述的用于水平场磁共振手部成像的线圈装置，其特征在于，所述手部线圈(3)包括环绕在所述置手孔(2a)外围的至少一个线圈单元Ⅰ(3a)。

3.根据权利要求2所述的用于水平场磁共振手部成像的线圈装置，其特征在于，所述线圈单元Ⅰ(3a)共设置有两个，两个所述线圈单元Ⅰ(3a)共同形成相互平行的平行部分以及呈“X”形交叉布置的交叉部分，所述平行部分与所述交叉部分一体连接而形成一闭合环形结构。

4.根据权利要求2所述的用于水平场磁共振手部成像的线圈装置，其特征在于，所述手部线圈(3)还包括围绕所述置手孔(2a)依次布置的若干个线圈单元Ⅱ(3b)。

5.根据权利要求4所述的用于水平场磁共振手部成像的线圈装置，其特征在于，每个所述线圈单元Ⅱ(3b)的法线均垂直于所述置手孔(2a)轴线布置。

6.根据权利要求4所述的用于水平场磁共振手部成像的线圈装置，其特征在于，任意相邻的两个所述线圈单元Ⅱ(3b)彼此交叉布置。

7.根据权利要求4所述的用于水平场磁共振手部成像的线圈装置，其特征在于，所述线圈单元Ⅱ(3b)共设置有七个。

8.根据权利要求1所述的用于水平场磁共振手部成像的线圈装置，其特征在于，所述B0场发生器(1)包括供所述躺床(4)伸入的躺床收容孔(1a)，所述躺床(4)通过直线位移导轨与所述B0场发生器(1)活动连接，而使得该躺床(4)能够移入/移出所述躺床收容孔(1a)。

9.根据权利要求1所述的用于水平场磁共振手部成像的线圈装置，其特征在于，所述线圈外壳(2)通过支撑架(5)位置可调地支撑于所述躺床(4)的上方。