CN111208458B - 用于mr成像的颈部射频线圈的系统和方法 - Google Patents

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Abstract

本发明题为“用于MR成像的颈部射频线圈的系统和方法”。提供了用于磁共振成像(MRI)系统的颈部射频(RF)线圈组件的各种系统。在一个示例中，一种颈部RF线圈组件包括：中央RF线圈阵列，其包括配置为覆盖待成像的对象的颈部的第一多个RF线圈；上部RF线圈阵列，其包括从中央RF线圈阵列向上延伸并被配置为覆盖对象的下头部区域的第二多个RF线圈；以及下部RF线圈阵列，其包括从中央RF线圈阵列向下延伸并被配置为覆盖对象的上肩部区域的第三多个RF线圈，其中第一多个RF线圈、第二多个RF线圈和第三多个RF线圈中的每个RF线圈包括环部分，环部分包括由介电材料封装和分隔的两个分布式电容线导体。

Description

用于MR成像的颈部射频线圈的系统和方法
技术领域
本文所公开的主题的实施方案涉及磁共振成像(MRI)，并且更具体地讲，涉及MRI射频(RF)线圈。
背景技术
磁共振成像(MRI)是可以在不使用X射线或其他电离辐射的情况下创建人体内部的图像的医学成像模态。MRI系统包括超导磁体以产生强而均匀的静磁场B0。当人体或人体的一部分被放置在磁场B0中时，与组织水中的氢核相关联的核自旋变得极化，其中与这些自旋相关联的磁矩优先沿磁场B0的方向对准，从而导致沿该轴的小的净组织磁化。MRI系统还包括梯度线圈，该梯度线圈产生具有正交轴线的较小幅值、空间变化的磁场以通过在体内每个位置处产生特征共振频率来对磁共振(MR)信号进行空间编码。氢核由处于或接近氢核的共振频率的射频信号激发，这为核自旋系统增加了能量。当核自旋弛豫回到其静止能量状态时，其以RF信号的形式释放吸收的能量。该RF信号(或MR信号)由一个或多个RF线圈检测并且使用重建算法转换成图像。
发明内容
在一个实施方案中，用于MRI系统的RF线圈组件包括：中央RF线圈阵列，其包括被配置为覆盖待成像的对象的颈部的第一多个RF线圈；上部RF线圈阵列，其包括从中央RF线圈阵列向上延伸并被配置为覆盖对象的下头部区域的第二多个RF线圈；以及下部RF线圈阵列，其包括从中央RF线圈阵列向下延伸并被配置为覆盖对象的上肩部区域的第三多个RF线圈，其中第一多个RF线圈、第二多个RF线圈和第三多个RF线圈中的每个RF线圈包括环部分，该环部分包括由介电材料封装和分隔的两个分布式电容线导体。
应当理解，提供上面的简要描述来以简化的形式介绍在具体实施方式中进一步描述的精选概念。这并不意味着识别所要求保护的主题的关键或必要特征，该主题的范围由具体实施方式后的权利要求书唯一地限定。此外，所要求保护的主题不限于解决上文或本公开的任何部分中提到的任何缺点的实施方式。
附图说明
通过参考附图阅读以下对非限制性实施方案的描述将更好地理解本发明，其中以下：
图1是根据一个示例性实施方案的MRI系统的框图。
图2示意性地示出了耦接到控制器单元的示例性RF线圈。
图3示意性地示出了多个RF线圈阵列，其可以被组装以形成第一示例性RF线圈组件。
图4示意性地示出了处于组装状态的第一示例性RF线圈组件。
图5和图6示意性地示出了包裹在成像对象的颈部周围的第一示例性RF线圈组件。
图7示意性地示出了包括RF线圈回路和耦接电子器件的RF线圈阵列，其可以作为第二示例性RF线圈组件的一部分被包括。
图8示出了包括安装在半刚性枕头上的RF线圈阵列的第二示例性RF线圈组件的后视图。
图9示出了第二示例性RF线圈组件的顶部等轴视图。
图10示出了第二示例性RF线圈组件的自顶向下视图。
图11示出了泡沫衬底内的第二示例性RF线圈组件的内部电子器件的顶部等轴视图。
图12示出了在成像对象的颈部和胸部上的第二示例性RF线圈组件。
图13示出了在成像对象上的第二示例性RF线圈组件和头部RF线圈组件。
具体实施方式
以下描述涉及用于MRI系统的射频(RF)线圈组件的各种实施方案。MRI系统，诸如图1所示的MRI系统，包括接收RF线圈单元，其可以由一个或多个RF线圈构成。例如，接收RF线圈单元可以包括RF线圈的阵列，如图3和图7所示。如图2所示，RF线圈被配置有耦接电子器件和分布式电容线导体，使得每个RF线圈重量轻、柔韧，并且对于每个其他RF线圈透明。以这种方式，RF线圈可以抵靠患者的身体定位，并且包裹在患者周围，以便对包括复杂几何形状的身体部分成像。因为RF线圈包括耦接电子器件和分布式电容线导体，所以RF线圈可以相对于彼此移动和/或重叠，而不会劣化由RF线圈传输到MRI系统的MR信号。
接收RF线圈单元可以用于对患者的头部、颈部、胸部和/或脊柱区域成像。然而，不同的患者可能有不同大小的颈部，因为颈部区域在不同的患者群体中显示出很大的尺寸差异。此外，颈部包括复杂的几何形状(诸如颈部相对较窄的中间部分朝着颌部向上和向外张开，并且也朝着胸部向下和向外张开)。患者与患者之间颈部解剖结构的这种可变性以及颈部的复杂几何形状导致接收RF线圈单元可能不充分地适形于患者解剖结构，以对诸如颈椎的解剖结构的所有区域充分成像。此外，当典型的RF线圈单元被制成紧密地适形于患者解剖结构时，由于紧邻RF线圈单元，患者可能会感到不适，因为RF线圈单元可能由刚性和/或防水材料构成，当紧密地围绕患者的颈部、胸部、头部和脊柱区域放置时，这些材料可能是不舒适的。
因此，根据本文公开的实施方案，颈部RF线圈组件可以被配置为紧密地适形于患者解剖结构，而不会对患者造成过度的不适。颈部RF线圈组件可以包括多个RF线圈，如上文所述和图2所示。由于RF线圈的导体和小耦接电子器件的轻质和柔性特性，RF线圈可以安装在轻质和柔性材料上，该材料可以紧密地适形于患者解剖结构并适应各种不同的患者尺寸。
例如，如图3至图6所示，第一颈部RF线圈组件可以包括三个RF线圈阵列，这三个RF线圈阵列彼此堆叠以形成具有中央RF线圈阵列和两个外围RF线圈阵列的套环状结构，该中央RF线圈阵列被配置为包裹在对象的颈部的狭窄(例如，中间)部分周围，两个外围RF线圈阵列在它们彼此堆叠在一起并堆叠在中央RF线圈阵列上时，形成两行交错的RF线圈。当对象佩戴第一颈部RF线圈组件时，两行交错的RF线圈中的一行从中心向上和向外张开以包围对象的颌部/下面部，并且两行交错的RF线圈中的另一行从中心向下和向外张开以包围对象的上胸部/肩部。形成两个外围RF线圈阵列的RF线圈可以开环方式附接到相应的衬底，使得每个RF线圈只有相对小的部分附接到衬底，并且每个RF线圈的剩余部分对环境“开放”。这种开环布置可以允许形成两个外围RF线圈阵列的RF线圈弯曲、挠曲和以其他方式移动，而不受典型衬底/外壳配置可能施加的任何限制，从而允许RF线圈适形到头部、颈部和脊柱区域的复杂几何形状周围。
如图7至图13所示，第二颈部RF线圈组件可以包括半刚性衬底，其形状适于安装在对象的胸部和前颈部/颌部区域上。衬底可以包括翼片，该翼片被配置为在对象的耳朵下方从对象的脸颊沿着颈部侧面向后延伸，类似于倒置的颈部枕头。在一些示例中，衬底可以包括被配置为覆盖患者的下巴的下巴带。多个RF线圈耦接到衬底的内表面。衬底可以由泡沫或其他半刚性材料构成，并且第二颈部RF线圈组件的各种接头、铰链或挠曲区域可以通过泡沫衬底而不是传统的耦接/铰接机构来提供。当第二颈部RF线圈组件由患者佩戴时，耦接到衬底的RF线圈可以被带到靠近胸部、前颈部和下巴以及颈部的侧面/背面处，从而有助于颈部/脊柱区域的所有区域的高质量成像。
图1示出了磁共振成像(MRI)装置10，该磁共振成像装置包括静磁场磁体单元12、梯度线圈单元13、RF线圈单元14、RF体或体积线圈单元15、传输/接收(T/R)开关20、RF驱动器单元22、梯度线圈驱动器单元23、数据获取单元24、控制器单元25、患者检查床或床26、数据处理单元31、操作控制台单元32和显示单元33。在一些实施方案中，RF线圈单元14是表面线圈，其是通常被放置在对象16感兴趣的解剖结构附近的局部线圈。此处，RF体线圈单元15是传输RF信号的传输线圈，并且局部表面RF线圈单元14接收MR信号。因此，传输体线圈(例如，RF体线圈单元15)和表面接收线圈(例如，RF线圈单元14)是独立但电磁耦合的部件。MRI装置10将电磁脉冲信号传输到放置在成像空间18中的对象16，其中形成静态磁场以执行扫描来从对象16获得磁共振信号。可基于由此通过扫描获得的磁共振信号来重建对象16的一个或多个图像。
静磁场磁体单元12包括例如安装在环形真空容器内的环形超导磁体。磁体限定了围绕对象16的圆柱形空间，并且生成恒定的主静磁场B0。
MRI装置10还包括梯度线圈单元13，该梯度线圈单元在成像空间18中形成梯度磁场，以便为由RF线圈阵列接收的磁共振信号提供三维位置信息。梯度线圈单元13包括三个梯度线圈系统，每个梯度线圈系统生成沿彼此垂直的三个空间轴线中的一者的梯度磁场，并且根据成像条件在频率编码方向、相位编码方向和切片选择方向中的每一方向上生成梯度场。更具体地，梯度线圈单元13在对象16的切片选择方向(或扫描方向)上施加梯度场，以选择切片；并且RF体线圈单元15或局部RF线圈阵列可以将RF脉冲传输到对象16的所选择的切片。梯度线圈单元13还在对象16的相位编码方向上施加梯度场，以对来自由RF脉冲激发的切片的磁共振信号进行相位编码。然后梯度线圈单元13在对象16的频率编码方向上施加梯度场，以对来自由RF脉冲激发的切片的磁共振信号进行频率编码。
RF线圈单元14被设置为例如包围对象16的待成像区域。在一些示例中，RF线圈单元14可被称为表面线圈或接收线圈。在由静磁场磁体单元12形成静磁场B0的静磁场空间或成像空间18中，RF线圈单元15基于来自控制器单元25的控制信号将作为电磁波的RF脉冲传输到对象16，并且从而生成高频磁场B1。这激发了待成像的对象16的切片中的质子自旋。RF线圈单元14接收当在对象16的待成像的切片中由此激发的质子自旋返回到与初始磁化矢量对准时生成的电磁波作为磁共振信号。在一些实施方案中，RF线圈单元14可传输RF脉冲并接收MR信号。在其他实施方案中，RF线圈单元14可仅用于接收MR信号，而不用于传输RF脉冲。
RF体线圈单元15被设置为例如包围成像空间18，并且产生与由成像空间18内的静磁场磁体单元12产生的主磁场B0正交的RF磁场脉冲以激发核。与RF线圈单元14相比，其可以与MRI装置10断开并且用另一个RF线圈单元替换，RF体线圈单元15固定地附接并连接到MRI装置10。此外，尽管局部线圈诸如RF线圈单元14可以仅从对象16的局部区域传输或接收信号，但是RF体线圈单元15通常具有更大的覆盖区域。例如，RF体线圈单元15可用于向对象16的全身传输或接收信号。使用仅接收的局部线圈和传输体线圈提供均匀的RF激发和良好的图像均匀性，代价是沉积在对象中的高RF功率。对于传输-接收局部线圈，局部线圈向感兴趣区域提供RF激发并接收MR信号，从而减少沉积在对象中的RF功率。应当理解，RF线圈单元14和/或RF体线圈单元15的特定用途取决于成像应用。
当以接收模式操作时，T/R开关20可以选择性地将RF体线圈单元15电连接到数据获取单元24，并且当以传输模式操作时，T/R开关20可以选择性地将RF体线圈单元15电连接到RF驱动器单元22。类似地，当RF线圈单元14以接收模式操作时，T/R开关20可以选择性地将RF线圈单元14电连接到数据获取单元24，并且当以传输模式操作时，T/R开关20可以选择性地将RF线圈单元14电连接到RF驱动器单元22。当RF线圈单元14和RF体线圈单元15都用于单次扫描时，例如，如果RF线圈单元14被配置为接收MR信号并且RF体线圈单元15被配置为传输RF信号，则T/R开关20可以将来自RF驱动器单元22的控制信号引导到RF体线圈单元15，同时将接收的MR信号从RF线圈单元14引导到数据获取单元24。RF体线圈单元15的线圈可以被配置为以仅传输模式或传输-接收模式操作。局部RF线圈单元14的线圈可以被配置为以传输-接收模式或仅接收模式操作。
RF驱动器单元22包括栅极调制器(未示出)、RF功率放大器(未示出)和RF振荡器(未示出)，它们用于驱动RF线圈(例如，RF线圈单元15)并在成像空间18中形成高频磁场。RF驱动器单元22基于来自控制器单元25的控制信号并且使用栅极调制器，将从RF振荡器接收的RF信号调制成具有预定包络的预定定时的信号。由栅极调制器调制的RF信号由RF功率放大器放大，然后输出到RF线圈单元15。
梯度线圈驱动器单元23基于来自控制器单元25的控制信号驱动梯度线圈单元13，并且从而在成像空间18中生成梯度磁场。梯度线圈驱动器单元23包括与梯度线圈单元13中包括的三个梯度线圈系统对应的三个驱动器电路系统(未示出)。
数据获取单元24包括前置放大器(未示出)、相位检测器(未示出)和用于获取由RF线圈单元14接收的磁共振信号的模拟/数字转换器(未示出)。在数据获取单元24中，相位检测器相位将来自RF驱动器单元22的RF振荡器的输出用作参考信号来检测从RF线圈单元14接收并由前置放大器放大的磁共振信号，并将相位检测的模拟磁共振信号输出到模拟/数字转换器，以转换成数字信号。由此获得的数字信号被输出到数据处理单元31。
MRI装置10包括用于在其上放置对象16的检查床26。通过基于来自控制器单元25的控制信号移动检查床26，可以使对象16在成像空间18的内部和外部移动。
控制器单元25包括计算机和其上记录有要由计算机执行的程序的记录介质。程序在被计算机执行时使装置的各个部分执行与预定扫描对应的操作。记录介质可包括例如ROM、软盘、硬盘、光盘、磁光盘、CD-ROM或非易失性存储卡。控制器单元25连接到操作控制台单元32并且处理输入到操作控制台单元32的操作信号，并且还通过向它们输出控制信号来控制检查床26、RF驱动器单元22、梯度线圈驱动器单元23和数据获取单元24。控制器单元25还基于从操作控制台单元32接收的操作信号来控制数据处理单元31和显示单元33以获得期望的图像。
操作控制台单元32包括用户输入设备，诸如触摸屏、键盘和鼠标。操作者使用操作控制台单元32，例如，输入此类数据作为成像协议，并且设置要执行成像序列的区域。关于成像协议和成像序列执行区域的数据被输出到控制器单元25。
数据处理单元31包括计算机和记录介质，在该记录介质上记录由计算机执行以执行预定数据处理的程序。数据处理单元31连接到控制器单元25，并且基于从控制器单元25接收的控制信号执行数据处理。数据处理单元31还连接到数据获取单元24，并且通过对从数据获取单元24输出的磁共振信号施加各种图像处理操作来生成光谱数据。
显示单元33包括显示设备，并且基于从控制器单元25接收的控制信号在显示设备的显示屏幕上显示图像。显示单元33显示例如关于操作者从操作控制台单元32输入操作数据的输入项目的图像。显示单元33还显示由数据处理单元31生成的对象16的二维(2D)切片图像或三维(3D)图像。
在扫描期间，RF线圈阵列交接电缆(图1中未示出)可以用于在RF线圈(例如，RF线圈单元14和RF体线圈单元15)和处理系统的其他方面(例如，数据获取单元24、控制器单元25等)之间传输信号，例如以控制RF线圈和/或从RF线圈接收信息。如前所述，RF体线圈单元15是传输RF信号的传输线圈，并且局部表面RF线圈单元14接收MR信号。更一般地，RF线圈用于传输RF激励信号(“传输线圈”)，并接收由成像对象发射的MR信号(“接收线圈”)。在一些实施方案中，传输和接收线圈是单个机械和电气结构或结构阵列，传输/接收模式可由辅助电路切换。在其他示例中，传输体线圈(例如，RF体线圈单元15)和表面接收线圈(例如，RF线圈单元14)可以是独立的部件。然而，为了提高图像质量，可能希望提供与传输线圈机械和电气隔离的接收线圈。在这种情况下，希望接收线圈在其接收模式下电磁耦接到由传输线圈激励的RF“回波”并与之谐振。然而，在传输模式期间，可能希望接收线圈与传输线圈电磁去耦，因此在RF信号的实际传输期间不与传输线圈谐振。这种去耦避免了当接收线圈耦接到RF信号的全功率时在辅助电路内产生噪声的潜在问题。下面将描述关于接收RF线圈的解耦的附加细节。
现在转向图2，示出了根据示例性实施方案的耦接到控制器单元210的RF线圈202的示意图。RF线圈202包括环部分201和耦接电子器件部分203，耦接电子器件部分203通过线圈交接电缆212耦接到控制器单元210。在一些实施方案中，RF线圈可以是表面接收线圈，其可以是单通道或多通道的。RF线圈202可以在图1的RF线圈单元14中使用，因此可以在MRI装置10中的一个或多个频率下操作。线圈交接电缆212可以在电子器件部分203和RF线圈阵列的交接连接器之间和/或RF线圈阵列的交接连接器和MRI系统控制器单元210之间延伸。控制器单元210可以对应于图1中的数据处理单元31和/或控制器单元25和/或与其相关联。
环部分201可以由至少两个平行导体构成，它们沿着环部分的长度形成分布式电容。在图2所示的示例中，环部分201包括第一导体220和第二导体222，它们沿着环部分的整个长度呈现基本均匀的电容。如本文所用，分布式电容(DCAP)表示导体之间呈现的电容，该电容沿着导体的长度分布，并且可以没有分立的或集总的电容部件以及分立的或集总的电感部件。DCAP也可以称为集成电容。在一些实施方案中，电容可以沿着导体的长度以均匀的方式分布。
介电材料224封装并分隔第一导体220和第二导体222。可以选择介电材料224来实现期望的分布式电容。例如，可以基于期望的介电常数∈来选择介电材料224。特别地，介电材料224可以是空气、橡胶、塑料或任何其他合适的介电材料。在一些实施方案中，介电材料可以是聚四氟乙烯(pTFE)。介电材料224可以围绕第一导体220和第二导体222的平行导电元件。另选地，第一导体220和第二导体222可以彼此扭绞以形成双绞线电缆。作为另一示例，介电材料224可以是塑料材料。第一导体220和第二导体222可以形成同轴结构，其中塑料介电材料224分隔第一和第二导体。作为另一示例，第一和第二导体可以被配置为平面条带。
耦接电子器件部分203连接到RF线圈202的环部分201。在本文中，耦接电子器件部分203可以包括去耦电路204、阻抗逆变器电路206和前置放大器208。去耦电路204可以在传输操作期间将RF线圈有效地去耦。通常，处于其接收模式的RF线圈202可以从正由MR装置成像的对象的身体接收MR信号。如果RF线圈202不用于传输，那么它可以在RF体线圈传输RF信号时从RF体线圈去耦。
阻抗逆变器电路206可以包括在环部分201和前置放大器208之间的阻抗匹配网络。阻抗逆变器电路206被配置为将环部分201的阻抗转换成前置放大器208的最佳源阻抗。阻抗逆变器电路206可以包括阻抗匹配网络和输入巴伦。前置放大器208从环部分201接收MR信号，并放大接收到的MR信号。在一个示例中，前置放大器208可以具有低输入阻抗，该低输入阻抗被配置为适应相对高的阻塞或源阻抗。耦接电子器件部分203可以封装在非常小(例如尺寸大约2cm2或更小)的PCB中。PCB可以用保形涂层或封装树脂保护。
线圈交接电缆212，诸如RF线圈阵列交接电缆，可以用于在RF线圈和处理系统的其他方面之间传输信号。RF线圈阵列交接电缆可以设置在MRI装置(诸如图1的MRI装置10)的孔或成像空间内，并且经受由MRI装置产生和使用的电磁场。在MRI系统中，线圈交接电缆，诸如线圈交接电缆212，可以支持发射器驱动的共模电流，这继而可能产生场失真和/或不可预测的部件加热。通常，共模电流通过使用巴伦来阻断。巴伦或共模陷波器提供高共模阻抗，继而降低发射器驱动电流的影响。因此，线圈交接电缆212可以包括一个或多个巴伦。在一些实施方案中，一个或多个巴伦可以是连续巴伦，诸如分布式巴伦、颤振巴伦和/或蝶形巴伦。电缆212可以是具有中心导体、内屏蔽和外屏蔽的三导体三轴电缆。在一些实施方案中，中心导体连接到RF信号和前置放大器控制(RF)，内屏蔽连接到地(GND)，并且外屏蔽连接到多控制偏置(二极管去耦控制)(MC_BIAS)。
上面参考图2和图3给出的RF线圈可以用于在MR成像会话期间接收MR信号。这样，图2的RF线圈可以在图1的RF线圈单元14中使用，并且可以耦接到MRI系统的下游部件，诸如控制器单元25。RF线圈可以放置在MRI系统的孔中，以便在成像会话期间接收MR信号，因此可以靠近传输RF线圈(例如，图1的体RF线圈单元15)。控制器单元可以将指令存储在非暂时性存储器中，这些指令可执行以在MR成像会话期间从定位在MRI系统的孔中的成像对象生成图像。为了生成图像，控制器单元可以存储指令以执行MR成像会话的传输阶段。在传输阶段期间，控制器单元可以命令(例如，发送信号)以激活传输RF线圈，以便传输一个或多个RF脉冲。为了防止在传输阶段期间导致B1场失真的干扰，可以在传输阶段期间将接收RF线圈去耦。控制器单元可以存储可执行以执行MR成像会话的后续接收阶段的指令。在接收阶段期间，控制器单元可以从接收RF线圈获得MR信号。MR信号可用于重建定位在MRI系统的孔中的成像对象的图像。
图3示意性地示出了根据第一示例性实施方案的颈部RF线圈组件的分解视图300，该组件包括三个单独的RF线圈阵列。在分解视图300中，三个RF线圈阵列单独示出，并且彼此不重叠。RF线圈组件包括两个外围RF线圈阵列和中央RF线圈阵列，每个阵列包括类似于上面参考图2描述的RF线圈202的多个RF线圈。每个RF线圈阵列包括RF线圈附接到的衬底。当每个RF线圈阵列的衬底彼此堆叠时，形成组装的颈部RF线圈组件400，如图4所示。
中央RF线圈阵列312包括沿着第一衬底层314的中央纵向轴线以部分重叠的方式分布的多个RF线圈316。例如，多个RF线圈316包括第一RF线圈318。第一RF线圈318是图2所示和上文所述RF线圈202的非限制性示例，并且包括环部分317(例如，由通过介电材料封装和分隔的至少两个平行的分布式电容线导体构成)和耦接电子器件部分319。如上所述，耦接电子器件部分319可以包括前置放大器、去耦电路和阻抗逆变器电路。多个RF线圈316中的每个RF线圈可以类似于第一RF线圈318配置，例如，由环部分和耦接电子器件部分构成。如图所示，多个RF线圈316包括十个RF线圈，但是其他配置也是可能的，诸如八个RF线圈。每个RF线圈的每个环部分可以具有相同的直径。在一个示例中，每个直径可以是6cm。环部分可以沿着第一衬底层314部分重叠。例如，第一RF线圈318的底部区段(诸如，环部分317的底部10％)可以与邻近第一RF线圈318定位的RF线圈的顶部区段重叠(例如，环部分317可以与邻近第一RF线圈定位的RF线圈的环部分的顶部10％重叠)。每个RF线圈可以与多个RF线圈316的相邻RF线圈重叠相等的量。以这种方式，RF线圈可以以重叠的方式沿着第一衬底层314的长度均匀分布。
多个RF线圈316中的每个RF线圈与第一衬底层314完全重叠。例如，第一衬底层314可以具有比RF线圈的直径宽的宽度和比多个RF线圈316的总长度长的长度(当RF线圈如上所述分布时)。此外，每个RF线圈的每个环部分可以沿着环部分的圆周至少部分地接触第一衬底层314。每个RF线圈可以以合适的方式耦接到第一衬底层，诸如通过缝合。虽然仅示出了一个第一衬底层314(例如，在多个RF线圈316下方)，但是在一些示例中，中央RF线圈阵列312可以包括第二片或第二层衬底(例如，定位在多个RF线圈316的顶部上)。此外，虽然图3示出了耦接到第一衬底层314的同一侧的环部分和耦接电子器件部分，但是在一些示例中，耦接电子器件部分可以耦接到第一衬底层314的相对侧，并且衬底层可以包括孔，每个环部分可以延伸穿过这些孔，以便有利于环部分耦接到相应的电子器件部分。
另外，线圈交接电缆321在每个耦接电子器件部分和RF线圈交接连接器之间延伸。耦接到耦接电子器件部分的每根电线可以一起容纳(例如一起捆扎)在线圈交接电缆321内，并且电耦接到连接器。连接器可以与MRI系统交接(例如，通过插入MRI系统的输入端与MRI系统电耦接)，以便将信号从RF线圈输出到MRI系统，并且MRI系统可以处理经由连接器从RF线圈接收的信号，以便产生患者身体的图像(例如，将由中央RF线圈阵列312成像的患者的解剖特征的图像)。
颈部RF线圈组件还包括第一外围RF线圈阵列302，其包括在第二衬底层304的相应边缘处沿着平行于中心纵向轴线的相应轴线分布的两行RF线圈(第一行306和第二行308)。第一行306包括五个RF线圈，第二行308包括五个RF线圈，总共十个RF线圈，但是其他数量的RF线圈也是可能的。第一行306包括第一RF线圈310，其包括环部分309和耦接电子器件部分311，类似于上面参考图2描述的RF线圈202。第一外围RF线圈阵列302的每个RF线圈可以类似地配置(例如，包括环部分和耦接电子器件部分)。第一外围RF线圈阵列302的每个RF线圈的每个环部分可以具有相同的直径。在一个示例中，每个直径可以大于中央RF线圈312的RF线圈的直径，例如，直径可以是8cm。
两行RF线圈中的每一行都沿着第二衬底层304的相应边缘耦接。例如，第一行306的每个RF线圈可以沿着第二衬底层304的第一边缘(例如，第一长边缘)耦接，并且第二行308的每个RF线圈可以沿着第二衬底层的第二边缘(例如，第二长边缘)耦接。第二衬底层304的中心条带可以没有RF线圈环部分。两行的每个RF线圈可以仅沿着相应环部分的相对小的区段耦接到第二衬底层304，从而形成本文称为“开环”RF线圈布置的结构。例如，对于给定的环部分，占该环部分的圆周的10-40％的区段可以接触和/或定位在第二衬底层304上，而该环部分的剩余区段(例如，环部分的剩余60-90％)可以对周围环境开放，至少在一些示例中是这样。此外，RF线圈可以以不重叠的方式沿着第二衬底层304分布，使得第一行的环部分都不与第一行的相邻环部分重叠，并且第二行的环部分都不与第二行的相邻环部分重叠。以这种方式，环部分可以彼此独立地移动，并且部分独立于第二衬底层304。例如，每个环部分可以围绕该环部分接触衬底的相应接触点挠曲/弯曲。
另外，线圈交接电缆313在每个耦接电子器件部分和RF线圈交接连接器之间延伸。耦接到耦接电子器件部分的每根电线可以一起容纳(例如一起捆扎)在线圈交接电缆313内，并且电耦接到连接器。连接器可以与MRI系统交接(例如，通过插入MRI系统的输入端与MRI系统电耦接)，以便将信号从RF线圈输出到MRI系统，并且MRI系统可以处理经由连接器从RF线圈接收的信号，以便产生患者身体的图像(例如，将由第一外围RF线圈阵列302成像的患者的解剖特征的图像)。
颈部RF线圈组件还可以包括第二外围RF线圈阵列320，其被配置为类似于第一外围RF线圈阵列302，包括两行RF线圈(例如，第一行324和第二行326)，这两行RF线圈以开环RF线圈布置沿着第三衬底层322的相应边缘分布(例如，使得每个环部分仅小的区段(例如，圆周的30％)在第三衬底层上接触/延伸，并且每个环部分的大部分不在第三衬底层上接触或延伸)。第二外围RF线圈阵列320可以包括比第一外围RF线圈阵列302更多数量的RF线圈(例如，12个RF线圈对10个RF线圈)。第二外围RF线圈阵列320的每个RF线圈可以类似于上面参考图2描述的RF线圈配置。例如，第一行324包括由环部分327和耦接电子器件部分329构成的RF线圈328。第二外围RF线圈阵列320可以包括线圈交接电缆331，其将第二外围RF线圈阵列320的每个耦接电子器件部分耦接到连接器，如上所述。在一些示例中，颈部RF线圈组件400的每个线圈交接电缆可以连接到公共连接器，该公共连接器被配置为耦接到合适的端口(该端口可以定位在待成像的对象所在的检查床上，诸如图1的检查床26)。在其他示例中，每个线圈交接电缆可以连接到单独的连接器，并且每个连接器可以耦接到MRI系统上(例如，检查床上)的相应(或相同)端口。
图4示意性地示出了当第一外围RF线圈阵列302和第二外围RF线圈阵列320堆叠在一起并且中央RF线圈阵列312堆叠在第一和第二外围RF线圈阵列的顶部上时的颈部RF线圈组件400。如图所示，中央RF线圈阵列312的RF线圈可以面向外(出于视觉目的，一些细节，诸如耦接电子器件部分和线圈交接电缆已经从图4中移除)。外围RF线圈阵列的第二和第三衬底层的中心条带可以与中央RF线圈阵列的第一衬底层314和多个RF线圈316对齐并重叠。第一外围RF线圈阵列的第一行306和第二外围RF线圈阵列的第一行324可以彼此重叠，并且在第一方向上从重叠的衬底层向外延伸。第一行306和第一行324的RF线圈可以相对于彼此交错。例如，环部分327和环部分309可以基本重叠，环部分327的一半与环部分309的一半重叠；环部分309的另一半可以与第一行324的下一个环部分重叠。总的来说，第一行306和第一行324可以形成上部RF线圈阵列402，上部RF线圈阵列402从中央RF线圈阵列312向外延伸，并且在所示的示例中包括11个交错的RF线圈。上部RF线圈阵列402包括多个重叠的RF线圈，它们沿着衬底部段的第一(例如上)边缘耦接，其中衬底部段由第一衬底层314、第二衬底层304和第三衬底层322构成。上部RF线圈阵列402的每个RF线圈可以仅沿着该RF线圈的环部分的一小部分与衬底部段接触和/或共延伸，并且环部分的剩余部分可以不与衬底部段接触或共延伸。
第一外围RF线圈阵列的第二行308和第二外围RF线圈阵列的第二行326可以彼此重叠，并且在第二相反方向上从重叠的衬底层向外延伸。第二行308和第二行326的RF线圈可以相对于彼此交错。例如，第二行308的每个环部分可以与第二行326的一个环部分的一部分(例如，一半)以及第二行326的另一个环部分的一部分(例如，一半)重叠。总的来说，第二行308和第二行326可以形成下部RF线圈阵列404，下部RF线圈阵列404从中央RF线圈阵列312向外延伸，并且在所示的示例中包括11个交错的RF线圈。下部RF线圈阵列404包括沿着衬底部段的第二(例如，下)边缘耦接的多个重叠RF线圈。下部RF线圈阵列404的每个RF线圈可以仅沿着该RF线圈的环部分的一小部分与衬底部段接触和/或共延伸，并且环部分的剩余部分可以不与衬底部段接触或共延伸。
如上所述，中央RF线圈阵列312的RF线圈与第一衬底层(并因此与衬底部段)完全重叠。结果，中央RF线圈阵列的RF线圈可以被配置为在垂直于颈部RF线圈组件400的中心纵向轴线406的多个轴线处与衬底部段一起弯曲或挠曲。例如，中心纵向轴线406可以平行于图4所示坐标系的Y轴线，并且中央RF线圈阵列312的RF线圈可以被配置为在多个轴线处弯曲，每个轴线平行于坐标系的X轴线。然而，由于中央RF线圈阵列312的RF线圈耦接到第一衬底层314，中央RF线圈阵列312可能受到限制，并且可能不会在中心纵向轴线406或平行于Y轴线的任何其他轴线处弯曲(或弯曲小于垂直于中心纵向轴线的轴线中的弯曲)。同样，中央RF线圈阵列312在平行于Z轴线的轴线处可能不弯曲(或弯曲超过少量)。
相比之下，上部RF线圈阵列402的RF线圈和下部RF线圈阵列404的RF线圈可以仅沿着RF线圈的相应环部分的小区段与衬底部段的衬底层重叠。环部分的其余区段可以不受衬底部段的限制。因此，上部RF线圈阵列402的RF线圈和下部RF线圈阵列404的RF线圈可以在多个平面中弯曲和挠曲，并且可以比中央RF线圈阵列312的RF线圈在更多的平面中弯曲和挠曲。例如，当颈部RF线圈组件处于平坦的第一配置时，如图4所示，上部和下部RF线圈阵列的RF线圈可以沿着具有中央RF线圈阵列的第一平面(诸如图4所示的x-y平面)延伸。当颈部RF线圈组件400定位在第二成像配置中时，诸如围绕待成像的对象的颈部(如图5和图6所示以及下文中更详细地解释的)，上部和下部RF线圈阵列的RF线圈可以与衬底部段一起弯曲或挠曲，以适形于由中央RF线圈阵列形成的环形形状，并且还可以移出由衬底部段限定的相应平面，以适应待成像的对象的身体的解剖特征/几何形状。RF线圈可以在RF线圈耦接到相应衬底层的相应接触点处弯曲，并且可以在相对于由衬底部段限定的相应平面成角度的平面中。RF线圈可以被配置为移动到角度范围为-90°至90°或其他合适角度范围的成角度平面的范围内。上部和下部RF线圈阵列的每个RF线圈彼此独立地移动。
应该理解，为了清楚起见，单独解释了第一和第二外围RF线圈阵列和中央RF线圈阵列。在一些实施方案中，RF线圈中的至少两个可以耦接到相同的衬底(例如，由柔性织物材料制成)。例如，在一些实施方案中，第一和第二外围RF线圈阵列耦接到相同的衬底，以如上所述的方式彼此重叠。在一些实施方案中，第一和第二外围RF线圈阵列耦接到中央RF线圈阵列所附接到的相同的衬底，所有线圈阵列以如上所述的方式重叠。
图5和图6示出了成像配置中的颈部RF线圈组件400(例如，由诸如患者或其他人类对象的待成像对象佩戴)。图5示出了佩戴颈部RF线圈组件400的对象502的侧视图500，并且图6示出了佩戴颈部RF线圈组件400的对象502的后视图600。当颈部RF线圈组件400包裹在对象的颈部周围时，中央RF线圈阵列312可以围绕对象的颈部延伸并适形于对象的颈部。中央RF线圈阵列312可以沿着多个轴线弯曲，以适形于与颈部的外表面的形状匹配的环形形状。
上部RF线圈阵列402可以从颈部向上并朝着对象的耳朵延伸，包裹在对象的下巴/下头部区域周围。下部RF线圈阵列404可以从颈部向下并朝着对象的胸部/肩部延伸，包裹在对象的下颈部/上胸部区域周围。由于上部和下部RF线圈阵列的RF线圈的开环布置，上部和下部RF线圈阵列的RF线圈可以是可弯曲的，并且自由移动以适形于对象的颈部、下巴、面部、胸部等的轮廓。然而，RF线圈可以包括足够的刚性，以使RF线圈与对象的身体保持紧密接触。如图5所例示，切平面可以由衬底部段(例如，第一衬底层314)在轴线504处限定，轴线504与由中央RF线圈阵列312形成的圆相切并垂直于中心纵向轴线406。与轴线504相交的中央RF线圈阵列312的环部分(环部分505)在切平面中与衬底一起延伸。然而，下部RF线圈阵列的环部分(环部分506)弯曲出切平面，并且在相对于切平面成角度的平面508中，诸如以相对于切平面成30°的角度在负z方向上向外成角度。环部分506可以沿着环部分506耦接到组件400的衬底部段的接触点弯曲，诸如在第一衬底层314的边缘处，以及/或者沿着环部分506耦接到第二衬底层或第三衬底层(其可以定位在图5中的第一衬底层314下方，因此不可见)的接触点弯曲。
如通过图5和图6所理解的，上部和下部RF线圈阵列的每个RF线圈环部分可以以适当的角度弯曲，以适应下面的患者解剖结构，并且上部和下部RF线圈阵列的每个环部分可以独立于上部和下部RF线圈阵列的其他环部分移动/弯曲/挠曲。然而，中央RF线圈阵列的RF线圈的环部分可能受到衬底部段的限制，因此，沿着垂直于纵向轴线的轴线(例如，短方向)比沿着平行于纵向轴线的轴线(例如，长方向)可能更柔韧。例如，沿着当颈部RF线圈组件400包裹在对象的颈部周围时形成的衬底部段的圆周，中央RF线圈阵列的RF线圈可以弯曲以适形于衬底部段的环形形状，但是在由衬底部段限定的任何平面处，中央RF线圈阵列的RF线圈可以不弯曲出平面，而是可以适形于衬底部段，该衬底部段可以不在由中心纵向轴线限定的长方向上显著弯曲。上部和下部RF线圈阵列的RF线圈同样可以弯曲以适形于环形形状，并且也可以弯曲出由衬底部段限定的任何平面。
虽然图5和图6示出了当组件400由对象502佩戴时定位在组件的外部的中央RF线圈阵列312的多个RF线圈，但是在一些示例中，组件400可以翻转，使得中央RF线圈组件312的多个RF线圈定位在组件400的内部，从而与对象502的颈部接触(无论是直接接触还是通过上覆的衬底层间接接触)。此外，虽然上部和下部RF线圈阵列的每个环部分被示出为未覆盖(例如，未被由例如织物材料制成的覆盖物覆盖、耦接到该覆盖物或与该覆盖物接触)，但是在一些示例中，上部和/或下部RF线圈阵列的RF线圈的环部分中的一个或多个可以耦接到覆盖物、由覆盖物覆盖或与覆盖物接触，该覆盖物可以有助于保护RF线圈和/或成像对象。覆盖物可以由与构成衬底部段的衬底层相同或不同的材料构成。覆盖物可以覆盖环部分的一侧或两侧。
衬底层(例如，第一衬底层314、第二衬底层304和第三衬底层322)可以由对RF信号透明的柔性织物材料形成。在一个示例中，颈部RF线圈组件400的衬底层可以由一层或多层
Figure BDA0002270019970000161
材料形成。
以这种方式，颈部RF线圈组件400可以被配置为适形于颈部，同时还适应对象解剖结构远离颈部(例如，朝着头部和朝着胸部)的张开。RF线圈组件的这种柔性和适形特性由中央RF线圈阵列提供，该中央RF线圈阵列可以包裹在颈部周围，并且其尺寸和形状与颈部相匹配。例如，中央RF线圈阵列可以包括十个重叠的RF线圈，每个线圈具有6cm的直径，这可以提供沿着纵向轴线的50-60cm(取决于重叠的程度)的总RF线圈覆盖，该覆盖可以对应于平均颈部尺寸。为了适应具有不同颈部尺寸的对象，当围绕颈部包裹时，中央RF线圈阵列的端部可以重叠，以及/或者更多或更少的RF线圈可以被包括，或者RF线圈可以更小或更大。该组件的柔性和适形特性进一步由上部和下部RF线圈阵列提供，它们可以彼此独立地并且半独立于组件的衬底部段弯曲。为了适应解剖结构的张开特性，上部和下部RF线圈组件可以各自由比中央RF线圈阵列的RF线圈直径更大的RF线圈构成，并且至少在所示的示例中，可以各自包括比中央RF线圈阵列更多的RF线圈。以这种方式，上部和下部RF线圈阵列可以分别在头部和胸部区域上提供RF线圈覆盖，头部和胸部区域可以各自具有比更窄的颈部区域更大的直径。
图7示意性地示出了根据第二示例性实施方案的RF线圈阵列700，其可以作为颈部RF线圈组件的一部分被包括。RF线圈阵列700包括多个RF线圈，并且每个RF线圈类似于上面参考图2描述的RF线圈202(例如，包括环部分和耦接电子器件部分)。RF线圈阵列700包括三个部段：头部部段(或上部部段)、颈部部段(或中央部段)和胸部部段(或下部部段)。每个部段包括布置成行的多个RF线圈，并且每个部段与至少一个其他部段部分地重叠。头部部段被配置为包裹在待成像对象(例如，患者或其他人类对象)的颌部/下头部区域周围，颈部部段被配置为包裹在对象的颈部周围，并且胸部区域被配置为定位在对象的前上胸部区域上。此外，RF线圈阵列700任选地包括下巴线圈，该下巴线圈被配置为定位在对象的下巴上。
RF线圈阵列的头部部段包括布置成一行的第一多个RF线圈。如图7所示，头部部段包括四个头部RF线圈和一个下巴RF线圈，尽管下巴RF线圈是任选的。当包括时，下巴RF线圈包括环部分702和耦接电子器件部分703。第一头部RF线圈包括环部分704和耦接电子器件部分705，第二头部RF线圈包括环部分706和耦接电子器件部分707，第三头部RF线圈包括环部分708和耦接电子器件部分709，并且第四头部RF线圈包括环部分710和耦接电子器件部分711。头部部段的RF线圈彼此部分地重叠。例如，环部分704与环部分706部分地重叠。当下巴RF线圈被省略时，在环部分706和环部分708之间可以存在没有任何RF线圈的间隙。当包括时，环部分702与环部分706和环部分708部分地重叠。环部分702可以具有比头部部段中的其他环部分更大的直径，并且头部部段中的其他环部分可以都具有相同的直径。
RF线圈阵列的颈部部段包括布置成一行的第二多个RF线圈。如图7所示，颈部部段包括六个颈部RF线圈。第一颈部RF线圈包括环部分712和耦接电子器件部分713，第二颈部RF线圈包括环部分714和耦接电子器件部分715，第三颈部RF线圈包括环部分716和耦接电子器件部分717，第四颈部RF线圈包括环部分718和耦接电子器件部分719，第五颈部RF线圈包括环部分720和耦接电子器件部分721，并且第六颈部RF线圈包括环部分722和耦接电子器件部分723。颈部部段的RF线圈彼此部分地重叠。例如，环部分712与环部分714部分地重叠。此外，颈部部段的每个环部分与头部部段的至少一个环部分重叠。例如，环部分712与环部分704部分地重叠，环部分714与环部分704和环部分706部分地重叠，等等。颈部部段中的每个环部分可以具有与颈部部段中的其他环部分相同的直径。
RF线圈阵列的胸部部段包括布置成一行的第三多个RF线圈。如图7所示，胸部部段包括五个胸部RF线圈。第一胸部RF线圈包括环部分724和耦接电子器件部分725，第二胸部RF线圈包括环部分726和耦接电子器件部分727，第三胸部RF线圈包括环部分728和耦接电子器件部分729，第四胸部RF线圈包括环部分730和耦接电子器件部分731，并且第五颈部RF线圈包括环部分732和耦接电子器件部分733。胸部部段的RF线圈彼此部分地重叠。例如，环部分724与环部分726部分地重叠。此外，胸部部段的每个环部分与颈部部段的至少一个环部分重叠。例如，环部分724与环部分712部分地重叠。胸部部段中的每个环部分可以具有与胸部部段中的其他环部分相同的直径。
因此，RF线圈阵列700以重叠的方式布置成三行RF线圈(例如，在给定行的RF线圈沿着行彼此部分地重叠的情况下，以及在两个相邻行的RF线圈沿着行之间的界面彼此部分地重叠的情况下)。除了下巴RF线圈之外，RF线圈阵列700的每个其他RF线圈可以在尺寸上相等，并且可以与相邻RF线圈间隔相等的量。以这种方式，在每个RF线圈之间可以存在相等且均匀的去耦量。然而，在其他示例中，不同的RF线圈可以具有不同的尺寸和/或可以间隔不同的量。虽然在图7中未示出，但是RF线圈阵列700的每个RF线圈耦接到线圈交接电缆，该线圈交接电缆将每个耦接电子器件部分耦接到连接器，如上面参考图3所解释的。
为了便于围绕头部、颈部和胸部区域的复杂几何形状紧密耦接RF线圈阵列700的每个RF线圈，RF线圈阵列700可以耦接到半刚性枕头的内表面。半刚性枕头可以成形为类似于颈部枕头，并且可以包括被配置为覆盖胸部的前部区域的胸部区域、被配置为从围绕颈部的第一侧的下面部区域(例如脸颊)延伸的第一侧翼片、以及被配置为从围绕颈部的第二侧的下面部区域(例如另一脸颊)延伸的第二侧翼片。半刚性枕头还可以包括颈部区域，该颈部区域将胸部区域耦接到第一侧翼片和第二侧翼片，并且在一些示例中，耦接到下巴翼片。半刚性枕头的每个区域/翼片可以包括RF线圈阵列700的至少一个RF线圈。在成像期间，半刚性枕头可以以类似于倒置颈部枕头的方式放置在对象的前胸和颈部上。
图8-10示出了颈部RF线圈组件801的各种视图，其包括耦接到半刚性枕头的RF线圈阵列700。图8是枕头的后视图800，其中胸部区域和颈部区域的内表面是可见的。半刚性枕头包括下巴翼片802、第一侧翼片804、第二侧翼片806、颈部区域808和胸部区域810。半刚性枕头的每个区域和翼片可以由适形/柔性材料制成，诸如泡沫。RF线圈阵列700横跨半刚性枕头的内表面分布。例如，如图8所示，胸部部段的RF线圈横跨胸部区域810分布，使得环部分724、环部分726、环部分728、环部分730和环部分732耦接到胸部区域810。颈部部段的RF线圈的至少一部分耦接到颈部区域808，诸如环部分716和环部分718，如图8所示。头部部分的RF线圈横跨两个侧翼片耦接。例如，在图8中，环部分704耦接到第一侧翼片804，并且环部分710耦接到第二侧翼片806。环部分702耦接到下巴翼片802。
图9示出了颈部RF线圈组件801的顶部等轴视图900。如图9所示，每个侧翼片包括RF线圈阵列700的头部部段和颈部部段的RF线圈。例如，第二侧翼片806耦接到头部部段的环部分708和环部分710，并且耦接到颈部部段的环部分720和环部分722。如图10所示的颈部RF线圈组件801的俯视图1000所示，第一侧翼片804同样耦接到头部部段的两个RF线圈(环部分704和环部分706)和RF线圈阵列700的颈部部段的两个RF线圈(环部分712和环部分714)。此外，图9和图10示出了颈部部段的两个RF线圈(例如，环部分716和环部分718)耦接到颈部区域，并且延伸/弯曲到下巴翼片802上。
如图9所示，半刚性枕头包括多个突起，这些突起可以适应RF线圈阵列的内部电子器件。例如，第一侧翼片804包括第一突起902和第二突起904。胸部区域810包括第三突起906，其可以延伸横跨整个胸部区域810。虽然在图9中未示出，但是第二侧翼片806也可以包括类似于第一侧翼片804的两个突起。另外，半刚性枕头的一些区域可以相对于其他区域成角度，以便适形于下面的患者解剖结构。例如，第一侧翼片804包括挠曲区域910，其中第一侧翼片向内弯曲，使得挠曲区域910相对于第一侧翼片804的剩余部分成角度(例如，成10-30°的角度)。第二侧翼片806同样包括相对于第二侧翼片的其余部分向内弯曲的挠曲区域912。环部分708可以弯曲以适形于第二侧翼片的形状，使得环部分708包括平坦且与由第二侧翼片的内表面限定的平面(例如，z-y平面)对齐的第一部分和相对于第一部分向内成角度的第二部分。下巴翼片802也可以向内弯曲，并且环部分702可以弯曲以适形于下巴翼片的形状。
图11示出了颈部RF线圈组件801的另一个顶部等轴视图1100。在视图1100中，半刚性枕头被制成部分透明的，使得RF线圈阵列700的内部电子器件可见。如图所示，RF线圈阵列700的头部部段的耦接电子器件部分707和耦接电子器件部分705包括在第一侧翼片804的第一突起中；头部部段的其他RF线圈的耦接电子器件部分同样包括在第二侧翼片中。颈部部段的耦接电子器件部分713也显示在第一侧翼片804的第二突起中。颈部部段的耦接电子器件部分(耦接电子器件部分717)示出为包括在颈部区域808和/或下巴翼片802中，以及耦接电子器件部分703中。胸部部段的耦接电子器件部分包括在胸部区域810的第三突起中，包括耦接电子器件部分727、耦接电子器件部分725、耦接电子器件部分729、耦接电子器件部分733和耦接电子器件部分731。此外，耦接电子器件部分719(其是颈部部段的RF线圈的一部分)也定位在胸部区域810中。内部电子器件中还包括多个巴伦，诸如巴伦1102。颈部RF线圈组件801还包括耦接到连接器1106的线圈交接电缆1104，类似于上面参考图3描述的线圈交接电缆和连接器(例如，线圈交接电缆可以耦接到每个耦接电子器件部分，并且图11中示出的每个巴伦可以作为线圈交接电缆的一部分被包括)。线圈交接电缆1104可以在两个可能位置之一处离开半刚性枕头。在第一实施方案中，线圈交接电缆1104可以在第一侧翼片804的底部上的半刚性枕头离开，并连接到连接器1106，连接器1106可以被配置为耦接到待成像的对象可以定位在其上的检查床上的端口(诸如图1的检查床26)。在一些示例中，如图13所示和下面解释的，颈部RF线圈组件801可以与被配置为放置在成像对象的头部周围的头部RF线圈协同使用。头部RF线圈可以被配置为连接到检查床上的两个端口，并且由于头部RF线圈中的通道的数量(例如，48个)，检查床上的端口之一的多个通道(例如，16个)可以是可用的。在这样的示例中，连接器1106可以被配置为连接到检查床上的端口，该端口也可以耦接到头部RF线圈的通道的一部分。在第二实施方案中，线圈交接电缆1104可以在半刚性枕头的一侧(或者在一些示例中，在两侧)上靠近顶部离开半刚性枕头，并且耦接到连接器1106。在第二实施方案中，连接器1106可以被配置为耦接到定位在头部RF线圈中的端口(如图13所示)。
半刚性枕头可以由合适材料构成，该材料对RF信号透明并保持期望的刚性，同时赋予一些柔韧性和适形能力，诸如聚氨酯泡沫、聚苯乙烯、尼龙或其他合适的材料。在一些示例中，本文所述的不同区域和翼片可以由不同的材料件构成，这些材料件耦接在一起以形成半刚性枕头。当单独的材料件耦接在一起时，它们可以使用粘合剂、热焊接或其他非刚性耦接机构耦接在一起，从而避免使用刚性接头、铰链或其他机构。在其他示例中，本文描述的区域和/或翼片中的两个或更多个可以由单件材料构成。例如，整个枕头可以由一件材料制成，该材料被切割/成形以形成最终的枕头。内部电子器件(例如，耦接电子器件部分、巴伦、线圈交接电缆)可以嵌入材料内(例如，嵌入泡沫内)，并且环部分可以耦接在材料的表面上。半刚性枕头可以覆盖在外部覆盖物中，以保护内部部件并保持无菌，其中覆盖物薄且柔韧(例如，由对RF信号透明的柔性材料形成，诸如一层或多层
Figure BDA0002270019970000211
材料或Nomex
Figure BDA0002270019970000212
材料)。在又其他示例中，半刚性枕头可以由外部衬底构成，一旦填充有填充材料，该外部衬底就如本文所示那样成形，其中填充材料由离散的颗粒构成。
图12和图13示出了定位在待成像对象上方的颈部RF线圈组件801。在图12的第一视图1200中，颈部RF线圈组件801定位在躺在检查床上的对象1202上方(在一些示例中，检查床可以包括附加的RF线圈以对对象的后部成像)。胸部区域810定位在对象的前上胸部上方，第一侧翼片804围绕对象的颈部的一侧从患者的脸颊延伸，第二侧翼片806围绕对象的颈部的另一侧从患者的另一脸颊延伸，并且颈部区域808定位在颈部的前部上方。下巴翼片802从颈部区域808向上延伸并在对象的下巴上方。如通过图13的第二视图1300所理解的，颈部RF线圈组件801可以与传统的头部线圈组件(诸如头部线圈组件1302)一起使用，以便对对象的头部、颈部和颈椎区域的整体成像。
本文所述颈部RF线圈组件的技术效果是增加了头部、颈部和脊柱区域的成像深度。
如本文所用，以单数形式列举并且以单词“一个”或“一种”开头的元件或步骤应当被理解为不排除多个所述元件或步骤，除非明确说明此类排除。此外，对本发明的“一个实施方案”的引用不旨在被解释为排除也包含所引用特征的附加实施方案的存在。此外，除非明确地相反说明，否则“包含”、“包括”或“具有”具有特定属性的元件或多个元件的实施方案可包括不具有该属性的附加此类元件。术语“包括”和“在…中”用作相应术语“包含”和“其中”的通俗语言等同物。此外，术语“第一”、“第二”和“第三”等仅用作标记，而不旨在对其对象施加数字要求或特定位置次序。
该书面描述使用示例来公开本发明，包括最佳模式，并且还使相关领域中的普通技术人员能够实践本发明，包括制造和使用任何设备或系统以及执行任何包含的方法。本发明可取得专利权的范围由权利要求书限定，并且可包括本领域普通技术人员想到的其他示例。如果此类其它示例具有与权利要求书的字面语言没有区别的结构元素，或者如果它们包括与权利要求书的字面语言具有微小差别的等效结构元素，则此类其它示例旨在落入权利要求书的范围内。

Claims (19)

1.一种用于磁共振成像(MRI)系统的射频(RF)线圈组件，包括：
中央RF线圈阵列，所述中央RF线圈阵列包括被配置为覆盖待成像对象的颈部的第一多个RF线圈；
上部RF线圈阵列，所述上部RF线圈阵列包括第二多个RF线圈，所述第二多个RF线圈从所述中央RF线圈阵列向上延伸，并被配置为覆盖所述对象的下头部区域；和
下部RF线圈阵列，所述下部RF线圈阵列包括第三多个RF线圈，所述第三多个RF线圈从所述中央RF线圈阵列向下延伸，并被配置为覆盖所述对象的上肩部区域；
其中，所述第一多个RF线圈、所述第二多个RF线圈和所述第三多个RF线圈中的每个RF线圈包括环部分，所述环部分包括由介电材料封装和分隔的两个分布式电容线导体，
其中：
所述第一多个RF线圈沿着第一衬底层的中心纵向轴线分布；所述第二多个RF线圈中的每个RF线圈沿着第二衬底层的第一边缘耦接；
所述第三多个RF线圈中的每个RF线圈沿着第三衬底层的第二边缘耦接；并且
其中所述第一衬底层、第二衬底层和第三衬底层以重叠的方式堆叠在一起以构成衬底部段。
2.根据权利要求1所述的RF线圈组件，其中，每个RF线圈还包括用于连接到所述MRI系统的数据获取单元的耦接电子器件部分。
3.根据权利要求1所述的RF线圈组件，其中，所述第一多个RF线圈中的所述RF线圈以重叠的方式沿着所述衬底部段分布，其中，所述第二多个RF线圈中的所述RF线圈以重叠的方式沿着所述衬底部段的所述第一边缘分布，并且所述第三多个RF线圈中的所述RF线圈以重叠的方式沿着所述衬底部段的所述第二边缘分布。
4.根据权利要求1所述的RF线圈组件，还包括包围所述中央RF线圈阵列、所述上部RF线圈阵列和所述下部RF线圈阵列的覆盖物。
5.根据权利要求4所述的RF线圈组件，其中，所述覆盖物由柔性织物材料制成。
6.根据权利要求1所述的RF线圈组件，其中：
当所述RF线圈组件处于第一平坦配置时，所述衬底部段在第一平面中延伸，并且所述第一多个RF线圈在所述第一平面中延伸，并且
当所述RF线圈组件处于第二成像配置时，所述衬底部段形成环形形状，并且所述第一多个RF线圈在一个或多个轴线处弯曲以适形于所述环形形状，并且在垂直于所述中心纵向轴线的任何轴线处，所述衬底部段在所述轴线处限定切平面，并且在所述切平面中的所述第一多个RF线圈中的任何RF线圈与在所述切平面中的所述衬底部段一起延伸。
7.根据权利要求6所述的RF线圈组件，其中：
当所述RF线圈组件处于所述第一平坦配置时，所述上部RF线圈阵列和所述下部RF线圈中的每个RF线圈被配置为弯曲出所述第一平面；并且
当所述RF线圈组件处于所述第二成像配置时，所述上部RF线圈阵列和所述下部RF线圈阵列各自在所述一个或多个轴线处弯曲以适形于所述环形形状，并且在任何切平面处，所述上部RF线圈阵列和所述下部RF线圈阵列中的任何RF线圈被配置为弯曲出所述切平面。
8.根据权利要求1所述的RF线圈组件，其中，所述中央RF线圈阵列包括十个RF线圈，所述上部RF线圈阵列包括十一个RF线圈，并且所述下部RF线圈阵列包括十一个RF线圈。
9.根据权利要求1所述的RF线圈组件，其中，所述第一多个RF线圈的每个环部分具有第一直径，所述第二多个RF线圈的每个环部分具有第二直径，并且所述第三多个RF线圈的每个环部分具有第三直径，所述第二直径和所述第三直径大于所述第一直径。
10.根据权利要求1所述的RF线圈组件，还包括半刚性枕头，其中，所述中央RF线圈阵列、所述上部RF线圈阵列和所述下部RF线圈阵列附接到所述半刚性枕头的内表面。
11.根据权利要求10所述的RF线圈组件，其中，所述半刚性枕头包括胸部区域、第一侧翼片、第二侧翼片和颈部区域，所述第一多个RF线圈横跨所述第一侧翼片和所述第二侧翼片和所述颈部区域分布，所述第二多个RF线圈横跨所述第一侧翼片和所述第二侧翼片分布，并且所述第三多个RF线圈横跨所述胸部区域分布。
12.一种用于磁共振成像(MRI)系统的射频(RF)线圈组件，包括：
半刚性枕头，所述半刚性枕头包括胸部区域、第一侧翼片、第二侧翼片和颈部区域，所述第一侧翼片和所述第二侧翼片通过所述颈部区域耦接到所述胸部区域；和
RF线圈阵列，所述RF线圈阵列包括横跨所述胸部区域、所述第一侧翼片、所述第二侧翼片和所述颈部区域的内表面分布的多个RF线圈，每个RF线圈包括环部分，所述环部分包括由介电材料封装和分隔的两个分布式电容线导体。
13.根据权利要求12所述的RF线圈组件，其中，所述半刚性枕头还包括耦接到所述第一侧翼片、所述第二侧翼片和所述颈部区域的下巴翼片，并且其中，所述RF线圈阵列包括耦接到所述下巴翼片的下巴RF线圈。
14.根据权利要求12所述的RF线圈组件，其中，所述第一侧翼片、所述第二侧翼片和所述颈部区域被配置为覆盖待成像对象的颈部，并且所述胸部区域被配置为覆盖所述对象的上胸部。
15.根据权利要求12所述的RF线圈组件，其中，所述RF线圈阵列包括：
第一头部部段，所述第一头部部段包括耦接到所述第一侧翼片的至少一个RF线圈；
第二头部部段，所述第二头部部段包括耦接到所述第二侧翼片的至少一个RF线圈；
颈部部段，所述颈部部段包括耦接到所述第一侧翼片的至少一个第一RF线圈、耦接到所述第二侧翼片的至少一个第二RF线圈和耦接到所述颈部区域的至少一个第三RF线圈；和
胸部部段，所述胸部部段包括耦接到所述胸部区域的至少一个RF线圈。
16.根据权利要求15所述的RF线圈组件，其中：
所述胸部部段包括耦接到所述胸部区域的五个RF线圈；
所述颈部部段包括耦接到所述第一侧翼片的两个第一RF线圈、耦接到所述第二侧翼片的两个第二RF线圈和耦接到所述颈部区域的两个第三RF线圈；
所述第二头部部段包括耦接到所述第二侧翼片的两个RF线圈；并且
所述第一头部部段包括耦接到所述第一侧翼片的两个RF线圈。
17.根据权利要求12所述的RF线圈组件，其中，所述胸部区域沿着第一平面延伸，所述第一侧翼片沿着第二平面延伸，并且所述第二侧翼片沿着第三平面延伸，所述第二平面和所述第三平面垂直于所述第一平面。
18.根据权利要求12所述的RF线圈组件，其中，每个RF线圈还包括用于连接到所述MRI系统的数据获取单元的耦接电子器件部分。
19.根据权利要求12所述的RF线圈组件，其中，所述半刚性枕头由泡沫制成。
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