CN113759299B - 一种头部线圈、核磁设备及调整方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种头部线圈、核磁设备及调整方法。其中一种头部线圈，包括：多个纵向导体和至少两个横向导体；每个横向导体均与每个纵向导体交叠，所述横向导体与纵向导体交叠处为交叠点；所述两个横向导体能够在纵向导体上移动，从而调整头部线圈的内部容纳空间。通过在多个纵向导体上设置可移动的横向导体，可根据待检查对象头部大小调整线圈的大小，从而保持待检查对象头部与线圈的距离，避免图像信噪比的损失。而纵向导体固定，使得线圈相邻交叠和间距相对固定，保证了单元之间良好的去耦以及信号的均匀性。

Description

一种头部线圈、核磁设备及调整方法

技术领域

本发明涉及核磁共振技术领域，具体而言，涉及一种头部线圈、核磁设备及调整方法。

背景技术

磁共振系统中，头部线圈的设计以硬线圈设计为主。线圈容积尺寸，一是考虑容纳98％以上人体头型尺寸，二是参考可能采取的降噪耳塞耳机，另外信噪比与线圈尺寸也息息相关。线圈越靠近人体所获得的信噪比越高。现有的头部线圈的设计综合考虑上述因素，且按照容纳最大体型人群上限尺寸设计。

现有技术中，为了满足适配绝大多数人体体型的需求，往往按照向上兼容的最大尺寸来设计头部线圈，这样的头部线圈会降低体型较小或者年龄较小的患者扫描时的效率，因为对于体型较小或者年龄较小的患者，线圈距离人体组织更远，造成图像信噪比的损失。

如图1所示现有技术中头部线圈是固定的不可调的，它和人体头部的相对位置是固定不变的。无论人体头部尺寸大小形态怎么改变，线圈保持不变，人体头部尺寸大则距离线圈更近，从而获得信噪比高，人体头部尺寸小则距离线圈更远，从而获得信噪比低。

如现有技术中的可调式头部线圈，采用悬臂对头部线圈进行调整，由于各个悬臂是独立的，在调节线圈位置时不可避免会改变临近的线圈之间间距，此时线圈的大小可以任意变化。

发明人在实施本技术方案的过程中发现可调式头部线圈造成两个问题：一是相邻线圈单元的间距增加或者减少影响了他们之间的互耦，单元之间的干扰会在调节过程中变大从而影响性能；二是随着线圈单元间距的加大或导致单元之间空白区域的信号减弱，导致部分图像形成缺失。

发明内容

为解决上述问题，本发明实施例的目的在于提供一种头部线圈、核磁设备及调整方法。

第一方面，本发明实施例提供一种头部线圈，包括：

多个纵向导体和至少两个横向导体；

每个横向导体均与每个纵向导体交叠，所述横向导体与纵向导体交叠处为交叠点；

所述两个横向导体能够在纵向导体上移动，从而调整头部线圈的内部容纳空间。

可选的，所述导体至少包括铜带。

可选的，所述纵向导体和/或横向导体上设置距离传感器。

可选的，所述距离传感器包括摄像头；

和/或

所述多个纵向导体组成内部容纳空间的横截面为梯形。

可选的，所述横向导体上设置推拉结构。

可选的，所述交叠点设置可变电容。

可选的，所述可变电容的电容值基于横向导体的移动改变，使得电容值和线圈等效电感串联谐振的频率保持不变。

第二方面，本发明实施例提供一种核磁设备，包括第一方面任一所述的头部线圈。

第三方面，本发明实施例提供一种头部线圈调整方法，所述头部线圈为第一方面任一所述的头部线圈，包括：

获取线圈内头部的尺寸；

基于所述尺寸判断头部与线圈是否适配；

基于适配结果调整横向导体。

可选的，所述基于适配结果调整横向导体，包括：

当头部的尺寸小于线圈的内部容纳空间时，调整横向导体以缩小线圈的内部容纳空间；

当头部的尺寸大于线圈的内部容纳空间时，调整横向导体以扩展线圈的内部容纳空间。

本发明提供的一种头部线圈、核磁设备及调整方法的有益效果在于：本发明通过在多个纵向导体上设置可移动的横向导体，可根据待检查对象头部大小调整线圈的大小，从而保持待检查对象头部与线圈的距离，避免图像信噪比的损失。而纵向导体固定，使得线圈相邻交叠和间距相对固定，保证了单元之间良好的去耦以及信号的均匀性。

为使本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1示出了现有技术中头部线圈的结构示意图；

图2示出了本发明实施例一所提供的一种头部线圈的结构示意图；

图3示出了本发明实施例一所提供的一种头部线圈的线圈单元的结构示意图；

图4示出了本发明实施例一所提供的较小尺寸头部扫描时头部线圈调节的结构示意图；

图5示出了本发明实施例一所提供的较大尺寸头部扫描时头部线圈调节的结构示意图；

图6示出了本发明实施例一所提供的具有距离传感器的头部线圈的结构示意图；

图7示出了本发明实施例二所提供的具有推拉结构的头部线圈的结构示意图；

图8示出了本发明实施例三所提供的具有可变电容的头部线圈的结构示意图；

图9示出了本发明实施例五所提供的头部线圈调整方法的流程图。

其中，1-纵向导体，2-横向导体，3-线圈上部分可调位置，4-线圈下部分可调位置，5-距离传感器，6-上半部分推拉结构，7-下半部分推拉结构，8-可变电容。

具体实施方式

为了便于理解本申请，下面将参照相关附图对本申请进行更全面的描述。附图中给出了本申请的实施例。但是，本申请可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使本申请的公开内容更加透彻全面。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本申请的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本申请。

应当明白，当元件或层被称为“在…上”、“与…相邻”、“连接到”或“耦合到”其它元件或层时，其可以直接地在其它元件或层上、与之相邻、连接或耦合到其它元件或层，或者可以存在居间的元件或层。相反，当元件被称为“直接在…上”、“与…直接相邻”、“直接连接到”或“直接耦合到”其它元件或层时，则不存在居间的元件或层。应当明白，尽管可使用术语第一、第二、第三等描述各种元件、部件、区、层、掺杂类型和/或部分，这些元件、部件、区、层、掺杂类型和/或部分不应当被这些术语限制。这些术语仅仅用来区分一个元件、部件、区、层、掺杂类型或部分与另一个元件、部件、区、层、掺杂类型或部分。因此，在不脱离本申请教导之下，下面讨论的第一元件、部件、区、层、掺杂类型或部分可表示为第二元件、部件、区、层或部分；举例来说，可以将第一掺杂类型成为第二掺杂类型，且类似地，可以将第二掺杂类型成为第一掺杂类型；第一掺杂类型与第二掺杂类型为不同的掺杂类型，譬如，第一掺杂类型可以为P型且第二掺杂类型可以为N型，或第一掺杂类型可以为N型且第二掺杂类型可以为P型。

空间关系术语例如“在…下”、“在…下面”、“下面的”、“在…之下”、“在…之上”、“上面的”等，在这里可以用于描述图中所示的一个元件或特征与其它元件或特征的关系。应当明白，除了图中所示的取向以外，空间关系术语还包括使用和操作中的器件的不同取向。例如，如果附图中的器件翻转，描述为“在其它元件下面”或“在其之下”或“在其下”元件或特征将取向为在其它元件或特征“上”。因此，示例性术语“在…下面”和“在…下”可包括上和下两个取向。此外，器件也可以包括另外地取向(譬如，旋转90度或其它取向)，并且在此使用的空间描述语相应地被解释。

在此使用时，单数形式的“一”、“一个”和“所述/该”也可以包括复数形式，除非上下文清楚指出另外的方式。还应当理解的是，术语“包括/包含”或“具有”等指定所陈述的特征、整体、步骤、操作、组件、部分或它们的组合的存在，但是不排除存在或添加一个或更多个其他特征、整体、步骤、操作、组件、部分或它们的组合的可能性。同时，在本说明书中，术语“和/或”包括相关所列项目的任何及所有组合。

这里参考作为本申请的理想实施例(和中间结构)的示意图的横截面图来描述申请的实施例，这样可以预期由于例如制造技术和/或容差导致的所示形状的变化。因此，本申请的实施例不应当局限于在此所示的区的特定形状，而是包括由于例如制造技术导致的形状偏差。因此，图中显示的区实质上是示意性的，它们的形状并不表示器件的区的实际形状，且并不限定本申请的范围。

实施例一：

如图2所示，一种头部线圈，包括：

多个纵向导体1和至少两个横向导体2；

每个横向导体2均与每个纵向导体1交叠，所述横向导体2与纵向导体1交叠处为交叠点；

所述两个横向导体2能够在纵向导体1上移动，从而调整头部线圈的内部容纳空间。

多个纵向导体1围成上部截面小于下部截面的锥形空间，当进行核磁共振成像时，将检查对象如人的头部放入到线圈的内部容纳空间，然后根据头部的大小对线圈的内部容纳空间进行调整。即多个纵向导体1组成内部容纳空间的横截面为梯形，如图2所示。

横向导体2分别位于纵向导体1的上部和下部，横向导体2在纵向导体1上分为线圈上部分可调位置3和线圈下部分可调位置4。使线圈可调节的部分分为上下两部分。位于纵向导体1上部的横向导体2运动，用于调节线圈上部分距离人体头顶位置的距离，位于纵向导体1下部的横向导体2运动，用于调节线圈下部分距离人体颈部位置的距离。具体的说，当检查对象如人的头部较大时，可以同时朝下移动上部和下部的横向导体2，也可以只移动下部的横向导体2，因内部容纳空间的横截面为梯形，当朝下移动横向导体2时，线圈的内部容纳空间增大。同理，当检查对象如人的头部较小时，可以同时朝上移动上部和下部的横向导体2，也可以只移动上部的横向导体2，因内部容纳空间的横截面为梯形，当朝上移动横向导体2时，线圈的内部容纳空间减小。

可选的，所述导体至少包括铜带。另外对于其他导电材料如金、银、铝等导电材料也可以应用于本实施例。

横向导体2和纵向导体1交叠部分形成的寄生电容与线圈铜条共同组成线圈单元。线圈可以为N个的线圈单元组成，其中N可以为8、16或32等。这样的设计可以使得线圈单元的大小自由可调整，又同时保持了单元之间相对位置的固定，保证了单元之间的去耦能力使其不受相互干扰，如下图3所示。

对于头部尺寸较小的患者，头部线圈的有效工作部分尽量上移，使得线圈距离人体位置相对位置不会变大，从而减小信噪比损失。此时线圈每个单元随着有效工作部分上移而尺寸缩小以适应更小尺寸的人体头部。如图4所示。

对于头部尺寸较大的患者，此头部线圈的有效工作部分尽量下移，使得不会因线圈距离人体位置相对位置变小而导致的头部不适。此时线圈每个单元随着有效工作部分下移，使得尺寸变大以适应更大尺寸的人体头部。如图5所示。

可选的，所述纵向导体1和/或横向导体2上设置距离传感器5。用于自动感测头部与线圈之间的距离。

可选的，所述距离传感器5包括摄像头，所述摄像头可利用超声、红外等进行探测；当距离传感器5采用摄像头时，可根据摄像头采集的深度信息等探测头部与线圈之间的距离。如图6所示。

实施例二：

如图7所示，一种头部线圈，包括：

多个纵向导体1和至少两个横向导体2；

每个横向导体2均与每个纵向导体1交叠，所述横向导体2与纵向导体1交叠处为交叠点；

所述两个横向导体2能够在纵向导体1上移动，从而调整头部线圈的内部容纳空间。

多个纵向导体1围成上部截面小于下部截面的锥形空间，当进行核磁共振成像时，将检查对象如人的头部放入到线圈的内部容纳空间，然后根据头部的大小对线圈的内部容纳空间进行调整。即多个纵向导体1组成内部容纳空间的横截面为梯形。

横向导体2分别位于纵向导体1的上部和下部，当检查对象如人的头部较大时，可以同时朝下移动上部和下部的横向导体2，也可以只移动下部的横向导体2，因内部容纳空间的横截面为梯形，当朝下移动横向导体2时，线圈的内部容纳空间增大。同理，当检查对象如人的头部较小时，可以同时朝上移动上部和下部的横向导体2，也可以只移动上部的横向导体2，因内部容纳空间的横截面为梯形，当朝上移动横向导体2时，线圈的内部容纳空间减小。

横向导体2上设置推拉结构。推拉结构包括上部推拉结构6和下部推拉结构7。为了实现线圈有效工作部分的自动可调，在线圈上部分和下部分可调位置加入推拉机构来实现位置的调节。上半部分的推拉结构和下半部分的推拉结构可以用同一电机作为驱动，来保证它们运动轨迹的协同性。

实施例三：

如图8所示，一种头部线圈，包括：

多个纵向导体1和至少两个横向导体2；

每个横向导体2均与每个纵向导体1交叠，所述横向导体2与纵向导体1交叠处为交叠点；

所述两个横向导体2能够在纵向导体1上移动，从而调整头部线圈的内部容纳空间。

多个纵向导体1围成上部截面小于下部截面的锥形空间，当进行核磁共振成像时，将检查对象如人的头部放入到线圈的内部容纳空间，然后根据头部的大小对线圈的内部容纳空间进行调整。即多个纵向导体1组成内部容纳空间的横截面为梯形。

横向导体2分别位于纵向导体1的上部和下部，当检查对象如人的头部较大时，可以同时朝下移动上部和下部的横向导体2，也可以只移动下部的横向导体2，因内部容纳空间的横截面为梯形，当朝下移动横向导体2时，线圈的内部容纳空间增大。同理，当检查对象如人的头部较小时，可以同时朝上移动上部和下部的横向导体2，也可以只移动上部的横向导体2，因内部容纳空间的横截面为梯形，当朝上移动横向导体2时，线圈的内部容纳空间减小。

交叠点设置可变电容8。为了保证在线圈尺寸变换过程中线圈本身的调谐频率不发生偏移，在线圈可调节位置的中(交叠点)加入可变电容8。可变电容8会根据线圈上下调节时所产生的不同等效电感来调整电容值的大小，使得电容值和等效电感串联谐振的频率保持不变。频率保持不变，可以使得线圈不需要额外调谐便可工作在最佳状态。

可选的，所述可变电容8的电容值基于横向导体2的移动改变，使得电容值和线圈等效电感串联谐振的频率保持不变。

实施例四：

相应的本实施了公开了一种核磁设备，包括实施一、实施例二或实施例三公开的头部线圈。

实施例五：

如图9所示，相应的本实施了公开了一种头部线圈调整方法，所述头部线圈为包括实施一、实施例二或实施例三公开的头部线圈，包括：

获取线圈内头部的尺寸；

基于所述尺寸判断头部与线圈是否适配；

基于适配结果调整横向导体2。

可选的，所述基于适配结果调整横向导体2，包括：

当头部的尺寸小于线圈的内部容纳空间时，调整横向导体2以缩小线圈的内部容纳空间；

当头部的尺寸大于线圈的内部容纳空间时，调整横向导体2以扩展线圈的内部容纳空间。

线圈的内部容纳空间缩小和扩展内部容纳空间具体见实施例一，在此不再赘述。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换的技术方案，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种头部线圈，其特征在于，包括：

多个纵向导体和至少两个横向导体；

每个横向导体均与每个纵向导体交叠，所述横向导体与纵向导体交叠处为交叠点；

所述两个横向导体能够在纵向导体上移动，所述纵向导体固定，从而调整头部线圈的内部容纳空间；

其中，所述内部容纳空间的横截面为梯形。

2.根据权利要求1所述的头部线圈，其特征在于，所述导体至少包括铜带。

3.根据权利要求1或2所述的头部线圈，其特征在于，所述纵向导体和/或横向导体上设置距离传感器。

4.根据权利要求3所述的头部线圈，其特征在于，所述距离传感器包括摄像头。

5.根据权利要求1或2所述的头部线圈，其特征在于，所述横向导体上设置推拉结构。

6.根据权利要求1或2所述的头部线圈，其特征在于，所述交叠点设置可变电容。

7.根据权利要求6所述的头部线圈，其特征在于，所述可变电容的电容值基于横向导体的移动改变，使得电容值和线圈等效电感串联谐振的频率保持不变。

8.一种核磁设备，其特征在于，包括权利要求1至7任一所述的头部线圈。

9.一种头部线圈调整方法，所述头部线圈为权利要求1至7任一所述的头部线圈，其特征在于，包括：

获取线圈内头部的尺寸；

基于所述尺寸判断头部与线圈是否适配；

基于适配结果调整横向导体。

10.根据权利要求9所述的头部线圈调整方法，其特征在于，所述基于适配结果调整横向导体，包括：

当头部的尺寸小于线圈的内部容纳空间时，调整横向导体以缩小线圈的内部容纳空间；

当头部的尺寸大于线圈的内部容纳空间时，调整横向导体以扩展线圈的内部容纳空间。