CN110703169A - 多通道射频线圈装置及核磁共振成像系统 - Google Patents
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Abstract
本发明实施例提供了一种多通道射频线圈装置及核磁共振成像系统。该多通道射频线圈装置包括：相邻设置的至少两个射频线圈，所述至少两个射频线圈用于产生核磁共振MR信号，和/或接收核磁共振MR信号；解耦回路，所述解耦回路设置在相邻两个射频线圈中间，用于调节至少两个射频线圈的感应电流。通过在相邻两个射频线圈设置解耦回路，达到在保证解耦性能的前提下，提高成像的完整性的效果。
Description
技术领域
本发明实施例涉及磁共振技术领域，尤其涉及一种多通道射频线圈装置及核磁共振成像系统。
背景技术
非质子核磁共振成像在细胞生长过程中起着重要的作用，并可获得重要的形态学和代谢信息。
在使用多通道射频线圈进行成像时，需要对相邻通道间的线圈进行解耦，解耦性能对线圈阵列的效率和并行成像性能至关重要。目前，相邻通道间的线圈主要通过几何重叠技术(操作磁场重叠，使两线圈互感为零)解决线圈通道间的电磁耦合问题。
然而，目前进行解耦的方式，相邻通道的线圈之间的重叠部分，无法用于成像，会导致成像不够完整。
发明内容
本发明实施例提供一种多通道射频线圈装置及核磁共振成像系统，以实现在保证解耦性能的前提下，提高成像的完整性的效果。
第一方面，本发明实施例提供了一种多通道射频线圈装置，包括：
相邻设置的至少两个射频线圈，所述至少两个射频线圈用于产生核磁共振MR信号，和/或接收核磁共振MR信号；
解耦回路，所述解耦回路设置在相邻两个射频线圈中间，用于调节至少两个射频线圈的感应电流。
可选的，所述解耦回路包括至少一个第一电容，所述第一电容用于调节至少两个射频线圈的感应电流。
可选的，所述解耦回路包括串联的多个第一电容，所述多个第一电容在所述解耦回路中均匀分布。
可选的，所述多个第一电容的电容值相等。
可选的，所述射频线圈为双调谐射频线圈。
可选的，所述双调谐射频线圈包括：
基础线圈和一个谐振电路；
所述基础线圈包括串联的多个第二电容；
所述谐振电路并联在所述多个第二电容中的一个第二电容的两端。
可选的，所述解耦回路与所述基础线圈在第一方向的长度相同。
可选的，所述至少两个射频线圈分布在圆柱面上。
可选的，所述至少两个射频线圈分布在平面上。
第二方面，本发明实施例提供了一种核磁共振成像系统，包括本发明任意实施例所述的多通道射频线圈装置。
本发明实施例的多通道射频线圈装置包括射频线圈组和解耦回路；所述射频线圈组包括相邻设置的至少两个射频线圈，所述至少两个射频线圈用于产生核磁共振MR信号，和/或接收核磁共振MR信号；所述解耦回路设置在相邻两个射频线圈中间，用于调节至少两个射频线圈的感应电流，解决了相邻通道的线圈之间的重叠部分，无法用于成像，会导致成像不够完整的问题，实现了在保证解耦性能的前提下，提高成像的完整性的效果。
附图说明
图1为本发明实施例一提供的一种多通道射频线圈装置的结构示意图；
图2为本发明实施例一提供的一种三个射频线圈和解耦回路排布的结构示意图；
图3为本发明实施例一提供的一种至少两个射频线圈分布在圆柱面上的示意图；
图4为本发明实施例二提供的一种多通道射频线圈装置的结构示意图；
图5为本发明实施例三提供的一种核磁共振成像系统的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部结构。
此外，术语“第一”、“第二”等可在本文中用于描述各种方向、动作、步骤或元件等，但这些方向、动作、步骤或元件不受这些术语限制。这些术语仅用于将第一个方向、动作、步骤或元件与另一个方向、动作、步骤或元件区分。举例来说，在不脱离本申请的范围的情况下，可以将第一电容称为第二电容，且类似地，可将第二电容称为第一电容。第一电容和第二电容两者都是电容，但其不是同一电容。术语“第一”、“第二”等而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。
实施例一
图1为本发明实施例一提供的多通道射频线圈装置的结构示意图。如图1所示，本发明实施例提供了一种多通道射频线圈装置，包括至少两个射频线圈110和解耦回路120。本实施例的多通道射频线圈装置用于产生核磁共振MR信号，和/或接收核磁共振MR信号。其中：
所述至少两个射频线圈110用于产生核磁共振MR信号，和/或接收核磁共振MR信号；
所述解耦回路120设置在相邻两个射频线圈110中间，用于调节至少两个射频线圈110的感应电流。
在本实施例中，射频线圈110的数量越多，成像越准确，可以根据需要进行设置具体的数量，此处对于射频线圈110的具体数量不作限制。具体的，在利用MRI(磁共振成像，Magnetic Resonance Imaging)进行成像时，MRI通过对静磁场中的人体施加某种特定频率的射频脉冲，使人体中的氢质子受到激励而发生磁共振现象。停止脉冲后，质子在弛豫过程中产生MR(磁共振，Magnetic Resonance)信号。通过对MR信号的接收、空间编码和图像重建等处理过程。而本实施例的至少两个射频线圈110用于同时产生核磁共振MR信号和/或接收核磁共振MR信号。即射频线圈110可以是单独施加特定频率的射频脉冲，以产生MR信号的元件；也可以是单独接收MR信号的元件；还可以是既作为产生MR信号的元件，同时也作为接收MR信号的元件，此处不作限制。可选的，射频线圈110为金属件。优选的，射频线圈110为铜，此处不作限制。可选的，至少两个射频线圈110可以分布在圆柱面上，也可以分布在在平面上，此处不作具体限制。
在本实施例中，可选的，射频线圈110可以是单调谐射频线圈110，也可以是双调谐射频线圈110，此处不作具体限制。单调谐射频线圈110是指用于通过单一频率产生MR信号的元件，或接收单一频率产生的MR信号的元件。双调谐射频线圈110是指可以产生或接收两种频率的MR信号的元件。可选的，双调谐射频线圈110可以是1H,19F,31P,23Na,13C，19K任意两个核素的双调谐射频线圈110，例如核素1H和19F的双调谐射频线圈110，此处不作具体限制。
在本实施例中，解耦回路120设置在相邻两个射频线圈110中间，用于调节至少两个线圈在工作时产生的感应电流，防止相邻之间的射频线圈110相互干扰，从而提高射频线圈110组的效率和并行成像性能。优选的，解耦回路120距离相邻两个射频线圈110的距离相等。解耦回路120作为独立的元件，可以补偿或消除相邻射频线圈110之间因互相耦合而产生的感应电流。具体的，解耦回路120在对相邻的两个射频线圈110进行解耦时，在解耦回路120中产生均匀的电流分布。解耦回路120设置在相邻两个射频线圈110中间，解耦回路120与射频线圈110之间无接触。相邻两个射频线圈110之间都设置有解耦回路120。参考图2，图2是本实施例提供的一种三个射频线圈和解耦回路排布的结构示意图。通过图2可知，有A、B、C三个射频线圈110，其中A和B相邻，B和C相邻，则A和B之间设置有解耦回路120，B和C之间也设置有解耦回路120。
在一个实施例中，可选的，至少两个射频线圈110分布在圆柱面上，则至少两个射频线圈110彼此相邻。具体的，相邻两个射频线圈110的对称轴与所在圆柱面的中心轴平行。参考图3，图3是一种至少两个射频线圈分布在圆柱面上的示意图。通过图3可知，相邻两个射频线圈120的对称轴与所在圆柱面的中心轴平行。可选的，至少两个射频线圈110均匀地分布在圆柱面上。示例性地，有A、B、C三个射频线圈110，其中A和B相邻，B和C相邻，C和A相邻，则此时则A和B之间设置有解耦回路120，B和C之间也设置有解耦回路120，A和C之间也设置有解耦回路120。
本发明实施例的技术方案，多通道射频线圈装置包括相邻设置的至少两个射频线圈，所述至少两个射频线圈用于产生核磁共振MR信号，和/或接收核磁共振MR信号；解耦回路，所述解耦回路设置在相邻两个射频线圈中间，用于调节至少两个射频线圈的感应电流。由于解耦回路独立地设置在相邻两个射频线圈之间，则相邻两个射频线圈无几何重叠，解耦回路又可以补偿或消除相邻两个线圈之间由于耦合产生的感应电流，达到在保证解耦性能的前提下，提高成像的完整性的技术效果。此外，解耦回路和射频线圈之间无物理结构的连接，大大提高了布局射频线圈的便利性。
实施例二
图4为本发明实施例二提供的多通道射频线圈装置的结构示意图。本实施例是在上述技术方案的进一步细化，本实施例的多通道射频线圈装置用于产生核磁共振MR信号，和/或接收核磁共振MR信号。如图4所示，本发明实施例提供了一种多通道射频线圈装置，包括至少两个射频线圈210和解耦回路220。
其中：
所述至少两个射频线圈210用于产生核磁共振MR信号，和/或接收核磁共振MR信号；
所述解耦回路220设置在相邻两个射频线圈210中间，用于调节至少两个射频线圈210的感应电流，所述解耦回路220包括至少一个第一电容221，所述第一电容221用于调节至少两个射频线圈210的感应电流。
可选的，第一电容221的数量，排布和每一个第一电容221的电容值，可以根据仿真的最佳效果确定。
在一个实施例中，可选的，解耦回路220包括串联的多个第一电容221，所述多个第一电容221在所述解耦回路220中均匀分布。多个第一电容221均匀的分布在解耦回路220中，在补充或消除相邻两个线圈之间由于耦合产生的感应电流时更均匀，实现解耦的效果更好。可选的，所述多个第一电容221的电容值相等。示例性的，解耦回路220为一个矩形回路，尺存为22X80mm，解耦回路220包括均匀分布的6个第一电容221，每个第一电容221的电容值为110PF，解耦回路220相邻的两个射频线圈210的尺存均为80X80mm，解耦回路220与相邻的两个射频线圈210的距离为4mm，此时相邻的射频线圈210的隔离度小于-20dB。
需要注意的是，上述只是给出一种可实施的形式，其他形式的构造均可以实现，可以通过仿真的结果调整第一电容221的数量、电容值大小或解耦回路220和相邻射频线圈210的距离，此处不作限制。
在本实施例中，解耦回路220中的第一电容221的数量至少为一个，还可以是多个，此处对于解耦回路220中第一电容221的具体数量不作限制。具体的，在相邻两个射频线圈210在工作时耦合产生的感应电流，被解耦回路220中的第一电容221吸收，从而实现补偿或消除相邻两个线圈之间由于耦合产生的感应电流。可选的，第一电容221的具体数量可以通过仿真确定一个最佳数量。
在本实施例中，所述射频线圈210为双调谐射频线圈210。双调谐射频线圈210是指可以产生或接收两种频率的MR信号的元件。可选的，双调谐射频线圈210可以是1H,19F,31P,23Na,13C，19K任意两个核素的双调谐射频线圈210，例如核素1H和19F的双调谐射频线圈210，此处不作具体限制。示例性地，在3T系统下，1H，19F谐振频率分别为123.2MHz和115.9MHz。
其中，双调谐射频线圈210包括基础线圈和一个谐振电路211；
所述基础线圈包括串联的多个第二电容；
所述谐振电路211并联在所述多个第二电容中的一个第二电容的两端。
可选的，多个第二电容均匀地分布在基础线圈中，谐振电路211并联在所述多个第二电容中的一个第二电容的两端。在本实施例中，可选的，基础线圈的形状可以是矩形或圆形等规则形状，此处不作限制。可选的，谐振电路211包括激励端口2111、第一谐振电容C1、第二谐振电容C2、第三谐振电容C3、第四谐振电容C4、第五谐振电容C5和电感L1。第一电容221、激励端口2111和第三电容依次串联形成第一串联支路，电感L1和第一串联支路并联，第五电容和电感L1并联，第二电容和第四电容和第五电容串联。激励端口2111用于与激励源进行连接或者连接接收系统。如果激励端口2111连接的是激励源，则双调谐射频线圈210用于产生MR信号，如果激励端口2111连接的是接收系统，则双调谐射频线圈210用于接收MR信号。具体的，可以设置开关组件实现产生MR信号和接收MR信号的功能切换。
可选的，所述解耦回路220与所述基础线圈在第一方向的长度相同。具体的，第一方向长度为与谐振连接一侧的方向。
本发明实施例的技术方案，多通道射频线圈装置包括相邻设置的至少两个射频线圈，所述至少两个射频线圈用于产生核磁共振MR信号，和/或接收核磁共振MR信号；解耦回路，所述解耦回路设置在相邻两个射频线圈中间，用于调节至少两个射频线圈的感应电流。由于解耦回路独立地设置在相邻两个射频线圈之间，则相邻两个射频线圈无几何重叠，解耦回路又可以补偿或消除相邻两个线圈之间由于耦合产生的感应电流，达到在保证解耦性能的前提下，提高成像的完整性的技术效果。此外，本实施例中的射频线圈为双调谐射频线圈，还克服了不同核素之间的耦合问题，进一步提高了成像的准确性。
实施例三
图5为本发明实施例三提供的核磁共振成像系统的结构示意图。如图5所示，本发明实施例提供了一种核磁共振成像系统30，包括多通道射频线圈装置300。其中：
多通道射频线圈装置300包括至少两个射频线圈310和解耦回路320；
所述至少两个射频线圈310用于产生核磁共振MR信号，和/或接收核磁共振MR信号；
所述解耦回路320设置在相邻两个射频线圈310中间，用于调节至少两个射频线圈310的感应电流。
在本实施例中，射频线圈310的数量越多，成像越准确，可以根据需要进行设置具体的数量，此处对于射频线圈310的具体数量不作限制。具体的，在利用MRI(磁共振成像，Magnetic Resonance Imaging)进行成像时，MRI通过对静磁场中的人体施加某种特定频率的射频脉冲，使人体中的氢质子受到激励而发生磁共振现象。停止脉冲后，质子在弛豫过程中产生MR(磁共振，Magnetic Resonance)信号。通过对MR信号的接收、空间编码和图像重建等处理过程。而本实施例的至少两个射频线圈310用于同时产生核磁共振MR信号和/或接收核磁共振MR信号。即射频线圈310可以是单独施加特定频率的射频脉冲，以产生MR信号的元件；也可以是单独接收MR信号的元件；还可以是既作为产生MR信号的元件，同时也作为接收MR信号的元件，此处不作限制。可选的，射频线圈310为金属件。优选的，射频线圈310为铜，此处不作限制。可选的，至少两个射频线圈310可以分布在圆柱面上，也可以分布在在平面上，此处不作具体限制。
在本实施例中，可选的，射频线圈310可以是单调谐射频线圈310，也可以是双调谐射频线圈310，此处不作具体限制。单调谐射频线圈310是指用于通过单一频率产生MR信号的元件，或接收单一频率产生的MR信号的元件。双调谐射频线圈310是指可以产生或接收两种频率的MR信号的元件。可选的，双调谐射频线圈310可以是1H,19F,31P,23Na,13C，19K任意两个核素的双调谐射频线圈310，例如核素1H和19F的双调谐射频线圈310，此处不作具体限制。
在本实施例中，解耦回路320设置在相邻两个射频线圈310中间，用于调节至少两个线圈在工作时产生的感应电流，防止相邻之间的射频线圈310相互干扰，从而提高射频线圈310组的效率和并行成像性能。解耦回路320作为独立的元件，可以补偿或消除相邻射频线圈310之间因互相耦合而产生的感应电流。具体的，解耦回路320在对相邻的两个射频线圈310进行解耦时，在解耦回路320中产生均匀的电流分布。解耦回路320设置在相邻两个射频线圈310中间，解耦回路320与射频线圈310之间无接触。相邻两个射频线圈310之间都设置有解耦回路320。示例性地，有A、B、C三个射频线圈310，其中A和B相邻，B和C相邻，则A和B之间设置有解耦回路320，B和C之间也设置有解耦回路320。
在一个实施例中，可选的，至少两个射频线圈310分布在圆柱面上，则至少两个射频线圈310彼此相邻。示例性地，有A、B、C三个射频线圈310，其中A和B相邻，B和C相邻，C和A相邻，则此时则A和B之间设置有解耦回路320，B和C之间也设置有解耦回路320，A和C之间也设置有解耦回路320。
本发明实施例的技术方案，核磁共振成像系统包括多通道射频线圈装置，多通道射频线圈装置包括相邻设置的至少两个射频线圈，所述至少两个射频线圈用于产生核磁共振MR信号，和/或接收核磁共振MR信号；解耦回路，所述解耦回路设置在相邻两个射频线圈中间，用于调节至少两个射频线圈的感应电流。由于解耦回路独立地设置在相邻两个射频线圈之间，则相邻两个射频线圈无几何重叠，解耦回路又可以补偿或消除相邻两个线圈之间由于耦合产生的感应电流，达到在保证解耦性能的前提下，提高成像的完整性的技术效果。此外，解耦回路和射频线圈之间无物理结构的连接，大大提高了布局射频线圈的便利性。
注意，上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本发明不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明，但是本发明不仅仅限于以上实施例，在不脱离本发明构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。
Claims (10)
1.一种多通道射频线圈装置，其特征在于，包括：
相邻设置的至少两个射频线圈，所述至少两个射频线圈用于产生核磁共振MR信号，和/或接收核磁共振MR信号；
解耦回路，所述解耦回路设置在相邻两个射频线圈中间，用于调节至少两个射频线圈的感应电流。
2.根据权利要求1所述的多通道射频线圈装置，其特征在于，所述解耦回路包括至少一个第一电容，所述第一电容用于调节至少两个射频线圈的感应电流。
3.根据权利要求2所述的多通道射频线圈装置，其特征在于，所述解耦回路包括串联的多个第一电容，所述多个第一电容在所述解耦回路中均匀分布。
4.根据权利要求3所述的多通道射频线圈装置，其特征在于，所述多个第一电容的电容值相等。
5.根据权利要求1所述的多通道射频线圈装置，其特征在于，所述射频线圈为双调谐射频线圈。
6.根据权利要求5所述的多通道射频线圈装置，其特征在于，所述双调谐射频线圈包括：
基础线圈和一个谐振电路；
所述基础线圈包括串联的多个第二电容；
所述谐振电路并联在所述多个第二电容中的一个第二电容的两端。
7.根据权利要求6所述的多通道射频线圈装置，其特征在于，所述解耦回路与所述基础线圈在第一方向的长度相同。
8.根据权利要求1-7任一项所述的多通道射频线圈装置，其特征在于，所述至少两个射频线圈分布在圆柱面上。
9.根据权利要求1-7任一项所述的多通道射频线圈装置，其特征在于，所述至少两个射频线圈分布在平面上。
10.一种核磁共振成像系统，其特征在于，包括如权利要求1-9任一项所述的多通道射频线圈装置。
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