CN113960514A - 射频线圈以及磁共振成像设备 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于磁共振的射频线圈，包括：多个线圈模块、多个连接模块、控制机构，线圈模块被配置为用于安装线圈单元，连接模块和线圈模块依次间隔设置，相邻地线圈模块和连接模块之间活动连接，构成可扩张或收缩的筒体，控制机构与线圈模块和连接模块同时控制连接或分别单独控制连接，用于控制相邻地线圈模块和连接模块之间形成相对运动，以使筒体扩张或收缩。上述射频线圈由可扩张或收缩的筒体构成，筒体通过多个间隔活动连接的线圈模块和连接模块构成，能够使整个射频线圈的筒体发生扩张或收缩，适配于不同目标对象的体型，调整线圈单元与目标对象之间的实际距离，保证面对不同体型的目标对象进行成像时均能够保持较高的扫描效率。

Description

射频线圈以及磁共振成像设备

技术领域

本发明涉及医用成像设备技术领域，特别是涉及射频线圈以及磁共振成像设备。

背景技术

在磁共振系统中，射频线圈作为磁共振系统中的射频前端，负责发送和接收磁共振信号，射频线圈通常采用固定形状的筒体，因此，对于不同体型的目标对象(如人体或动物)，线圈单元的相对距离也通常固定，这会导致对于体型瘦小的目标对象而言，因为线圈单元的距离相对较远，扫描效率会较体型肥胖的目标对象更低，虽然可以通过增加输出功率达到同等的扫描效率，但是这也会导致SAR值(特定比吸收率，specific absorptionrate)相应增加，使目标对象感到不适，并不能够成为一种有效的解决办法。

发明内容

基于此，有必要针对磁共振系统面对体型不同的目标对象，扫描效率不同的问题，提供一种射频线圈以及磁共振成像设备。

本发明还提供了一种用于磁共振的射频线圈，所述射频线圈包括：

多个线圈模块，所述线圈模块被配置为用于安装线圈单元；

多个连接模块，所述连接模块和所述线圈模块依次间隔设置，相邻地所述线圈模块和所述连接模块之间活动连接，构成可扩张或收缩的筒体；

控制机构，所述控制机构与所述线圈模块和/或所述连接模块控制连接，用于控制相邻地所述线圈模块和所述连接模块之间形成相对运动，以使所述筒体扩张或收缩。

在其中一个实施例中，所述连接模块上开设滑槽，所述线圈模块具有滑接部，相邻地所述线圈模块和所述连接模块通过所述滑接部与所述滑槽滑动装配；

或者，所述线圈模块上开设滑槽，所述连接模块具有滑接部，相邻地所述线圈模块和所述连接模块通过所述滑接部与所述滑槽滑动装配。

在其中一个实施例中，所述线圈模块和所述连接模块均为弧形板状体，所述滑槽为弧形槽，且所述弧形板状体和所述弧形槽的弧度适配，构成的所述筒体为可调直径的圆形筒体。

在其中一个实施例中，所述连接模块和所述线圈模块之间设置有限位结构，所述限位结构被配置为用于限制所述滑接部在所述滑槽内的滑动范围。

在其中一个实施例中，所述控制机构包括:

多个驱动模块，所述驱动模块与所述线圈模块或所述连接模块一一控制连接，用于直接或间接控制相邻所述线圈模块和所述连接模块远离运动或靠近运动，以使所述筒体扩张或收缩。

在其中一个实施例中，所述驱动模块包括：

导向座，所述导向座被配置为用于形成预定的导向轨迹；

导向件，沿所述导向轨迹活动装配在所述导向座上，所述导向件与所述线圈模块或所述连接模块连接；

连杆，所述连杆的输出端与所述导向件铰接，所述连杆被配置为用于驱动所述导向件沿所述导向轨迹往复运动。

在其中一个实施例中，所述导向座上开设导向槽，所述导向槽被配置为用于形成所述导向轨迹，所述导向件滑动装配在所述导向槽内。

在其中一个实施例中，所述控制机构还包括:

动力模块，所述动力模块与多个所述驱动模块同步控制连接。

在其中一个实施例中，所述动力模块包括:

多个驱动轮，所述驱动轮被配置为用于与所述连杆一一配合，所述连杆的输入端与所述驱动轮偏心铰接；

同步带，所述同步带与全部所述驱动轮同步驱动装配；

电机，所述电机的输出端与所述同步带驱动连接，以通过所述同步带控制全部所述驱动轮同步转动。

在其中一个实施例中，所述动力模块还包括:

收紧轮，所述收紧轮与所述同步带滚动抵接，用于收紧所述同步带。

本发明还提供了一种磁共振成像设备，包括所述射频线圈。

上述射频线圈由可扩张或收缩的筒体构成，筒体通过多个间隔活动连接的线圈模块和连接模块构成，能够使整个射频线圈的筒体发生扩张或收缩，适配于不同目标对象的体型，调整线圈单元与目标对象之间的实际距离，保证面对不同体型的目标对象进行成像时均能够保持较高的扫描效率。

附图说明

图1为本发明一个实施例提供的射频线圈的装配结构立体示意图；

图2为如图1所示的射频线圈的收缩状态结构示意图；

图3为如图1所示的射频线圈的扩张状态结构示意图；

图4为本发明一个实施例提供的线圈模块和连接模块连接结构示意图；

图5a为本发明一个实施例提供的驱动模块的第一工作状态示意图；

图5b为本发明一个实施例提供的驱动模块的第二工作状态示意图；

图5c为本发明一个实施例提供的驱动模块的第三工作状态示意图；

图5d为本发明一个实施例提供的驱动模块的第四工作状态示意图；

图5e为本发明一个实施例提供的驱动模块的第五工作状态示意图。

附图标号：

001、射频线圈；002、主磁体；

100、线圈模块；200、连接模块；300、控制机构；400、限位结构；

110、安装腔；

210、滑槽；220、滑接部；

310、驱动模块；320、动力模块；

311、导向座；312、导向件；313、连杆；314、导向槽；

321、驱动轮；322、同步带；323、电机；324、收紧轮；

410、限位孔；420、限位件。

具体实施方式

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明。但是本发明能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似改进，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，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至少一个该特征。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。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“上”、“下”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。

参阅图1至图3所示，本发明一实施例提供了一种用于磁共振的射频线圈001，射频线圈001可以为体线圈、手腕线圈、膝盖线圈等具有发射和接收功能的线圈，所述射频线圈001包括：多个线圈模块100、多个连接模块200、控制机构300，所述线圈模块100被配置为用于安装线圈单元，所述连接模块200和所述线圈模块100依次间隔设置，相邻地所述线圈模块100和所述连接模块200之间活动连接，构成可扩张或收缩的筒体，所述控制机构300与所述线圈模块100和所述连接模块200同时控制连接或分别单独控制连接，用于控制相邻地所述线圈模块100和所述连接模块200之间形成相对运动，以使所述筒体扩张或收缩。

上述射频线圈001由多个线圈模块100和多个连接模块200构成可扩张或收缩的筒体，多个线圈模块100和多个连接模块200间隔活动连接，能够使整个射频线圈001的筒体发生扩张或收缩，因目标对象的体型通常是多变的，因此该射频线圈001也相应的构造成可扩张或收缩的形式，动态匹配不同目标对象的体型，调整线圈单元与目标对象之间的实际距离，并使该实际距离保持为合理的距离，对不同体型的目标对象进行成像时均能够保持较高的扫描效率。

目标对象可以为活体，活体可以为人体或动物，如患者或病人。

线圈单元可以采用多种形式装配在线圈模块100中，例如可以采用粘接、卡接、螺纹连接以及任意可拆卸的机械连接方式形成装配，或者可以采用对线圈模块100进行开槽、开孔、开腔等形式实现对线圈单元的收纳装配，如所述线圈模块100具有安装腔110，所述安装腔110被配置为用于安装所述线圈单元，安装腔110可以基本全部将线圈单元容纳在内，因此具备良好的装配稳定性，至于具体选择何种结构形式并不做限制。

多个线圈模块100和多个连接模块200之间的间隔活动连接可以采用多种可能的活动连接形式，例如连杆313形式活动连接、滑轨形式活动连接、滑槽210形式活动连接等均可以作为线圈模块100和连接模块200之间的活动连接形式，参阅图4所示，在一个实施例中，所述连接模块200上开设滑槽210，所述线圈模块100具有滑接部220，相邻地所述线圈模块100和所述连接模块200通过所述滑接部220与所述滑槽210滑动装配，因此当滑接部220按照预定的滑动轨迹在滑槽210内往复滑动时，便可以实现线圈模块100和连接模块200之间的活动连接，同时因滑接部220在滑槽210内的往复滑动实现筒体的扩张或收缩。除此之外，也可以将滑槽210和滑接部220的位置倒置，即所述线圈模块100上开设滑槽210，所述连接模块200具有滑接部220，相邻地所述线圈模块100和所述连接模块200通过所述滑接部220与所述滑槽210滑动装配，当滑接部220按照预定的滑动轨迹在滑槽210内往复滑动时，同样也可以实现线圈模块100和连接模块200之间的活动连接。

该筒体的具体结构形式可以取决于线圈模块100和连接模块200的具体结构形式，如线圈模块100和连接模块200构成的筒体可以为多边形筒体，或者若线圈模块100和连接模块200的数量较多、具有一定匹配的弧度时，线圈模块100和连接模块200构成的筒体也可以为类圆形筒体或标准的圆形筒体。

例如，线圈模块100和连接模块200为直板状时，可以围成多边形筒体，此时滑槽210的形状也不限制结构，只要能够满足线圈模块100和连接模块200的相对活动，使多边形筒体扩张或收缩即可，或者所述线圈模块100和所述连接模块200均为弧形板状体，所述滑槽210为弧形槽，且所述弧形板状体和所述弧形槽的弧度适配，因此筒体便具有构成圆形筒体的基础结构，与此同时，需要将适配的弧度匹配上适配的线圈模块100和连接模块200数量，使多个线圈模块100和多个连接模块200间隔活动连接后，构成的所述筒体为可调直径的圆形筒体，圆形筒体在实际使用中更易调节扩张和收缩，利于对目标对象进行成像操作，至于具体所述线圈模块100和所述连接模块200的弧度和数量匹配方案，本领域技术人员可以根据需求进行具体设置，在此不做限定。或者线圈模块100和连接模块200中可以具有部分柔性、可变形的结构，在线圈模块100和连接模块200活动连接中均可得到应用。

通常，线圈模块100和连接模块200的数量可以由线圈单元的数量来调整，例如参阅图1所示，线圈模块100和连接模块200的数量均为八个，从而构成八通道天线，除此之外，线圈模块100和连接模块200的数量也可以为十个、十二个、十六个不等，构成十通道天线、十二通道天线、十六通道天线等。

所述连接模块200和所述线圈模块100之间设置有限位结构400，所述限位结构400被配置为用于限制所述滑接部220在所述滑槽210内的滑动范围，该滑动范围决定了筒体的扩张程度和收缩程度，而且，通过限位结构400的限制，还能够使控制机构300更加可控的对筒体的扩张和收缩进行调整，即便控制机构300发生控制缺陷也能够通过限位结构400限制筒体的扩张和收缩，避免筒体在失控状况下发生扩张异常或收缩异常，如避免筒体扩张过度、收缩过度或扩张收缩偏离预定轨迹等问题。

限位结构400可以采用多种可能的限位形式，例如限位孔410、限位槽、限位轨道等，并配合相应的限位部件实现滑动限位，例如，所述限位结构400包括分别设置在所述连接模块200和所述线圈模块100上的限位孔410和限位件420，所述限位孔410被配置为用于形成所述滑动范围，所述限位件420与所述限位孔410滑动限位装配，当限位孔410根据需求设计好允许滑动的滑动范围后，限位件420便可以通过与限位孔410的滑动配合实现标准姿态限位，所述连接模块200和所述线圈模块100之间相对活动时可以进一步依靠限位孔410和限位件420提高活动稳定性。

所述控制机构300包括多个驱动模块310，所述驱动模块310与所述线圈模块100或所述连接模块200一一控制连接，用于直接或间接控制相邻所述线圈模块100和所述连接模块200远离运动或靠近运动，以使所述筒体扩张或收缩，其中的直接或间接控制表示驱动模块310是直接与线圈模块100连接还是直接与连接模块200连接，或者可以对部分或全部线圈模块100和连接模块200一并控制连接，因为多个线圈模块100和多个连接模块200之间的间隔活动连接，只要对部分线圈模块100或连接模块200施加驱动的作用力，该作用力便会传递至相邻的线圈模块100或连接模块200上，从而使全部线圈模块100和连接模块200共同受力实现同步活动，这也取决于全部线圈模块100和连接模块200之间的相同活动连接结构，因此，当全部线圈模块100和连接模块200被同步驱动运动时，便可以实现同体的整体扩张或收缩。

控制射频线圈001的筒体实现扩张和收缩的驱动模块310可以采用多种可能的结构形式，例如可以采用如伸缩杆的可伸缩结构直接控制多个线圈模块100和多个连接模块200扩张和收缩，也可以采用配合的控制组件间接控制多个线圈模块100和多个连接模块200扩张和收缩，例如，所述驱动模块310可以包括导向座311、导向件312和连杆313，所述导向座311被配置为用于形成预定的导向轨迹，导向件312沿所述导向轨迹活动装配在所述导向座311上，活动装配表示导向件312可以根据可预期方式相对于导向座311活动，并以此与导向座311形成装配关系，如沿所述导向轨迹活动装配时，即导向件312可沿着导向轨迹进行活动，而不偏离导向轨迹，所述导向件312与所述线圈模块100或所述连接模块200连接，所述连杆313的输出端与所述导向件312铰接，当连杆313被驱动运动时，连杆313可以间接驱动导向件312沿所述导向轨迹往复运动，导向件312的运动便可以实现对所述线圈模块100或所述连接模块200的驱动运动，具体的驱动形式取决于驱动模块310中导向件312连接的是线圈模块100还是连接模块200，连杆313的结构具有较大的灵活性，可以灵活驱动导向件312运动，而导向件312的运动因导向座311的限制具有预定性和稳定性，只能够沿着导向轨迹运动。导向轨迹的形成可以采用导向槽314、导向轨、导向孔等多种形式实现，例如，所述导向座311上开设导向槽314，所述导向槽314被配置为用于形成所述导向轨迹，所述导向件312滑动装配在所述导向槽314内，导向件312被驱动运动时，可以沿着导向槽314形成的导向轨迹运动。

至于驱动模块310的动力源，所述控制机构300还包括动力模块320，所述动力模块320与多个所述驱动模块310同步控制连接，动力模块320可以根据驱动模块310的不同结构形式采用相应不同的结构形式，或者即便驱动模块310的结构形式不同，但能够实现合理驱动的情况下也可以采用相同的结构形式。例如当驱动模块310采用导向座311、导向件312和连杆313的结构形式时，此时动力模块320主要针对的是连杆313的驱动，此时可以采用相应的转动机构或摆动机构实现驱动，例如所述动力模块320采用伸缩杆等控制连杆313运动，或者所述动力模块320包括多个驱动轮321、同步带322和电机323，所述驱动轮321被配置为用于与所述连杆313一一配合，所述连杆313的输入端与所述驱动轮321偏心铰接，偏心铰接的连接形式可以在驱动轮321转动时使连杆313发生摆动运动，进而间接实现对导向件312的驱动，与此同时还可以设置同步带322，所述同步带322与全部所述驱动轮321同步驱动装配，能够实现对全部驱动轮321的同步驱动，因此一旦将所述电机323的输出端与所述同步带322驱动连接，便可以通过所述同步带322控制全部所述驱动轮321同步转动。所述驱动轮321可以为齿轮，匹配的所述同步带322为齿带，或者所述驱动轮321可以为带轮，匹配的所述同步带322为传动带。

采用同步带322与驱动轮321、导向座311、导向件312和连杆313控制连接时，并不需要关注电机323的正转、反转控制，电机323只要朝着一个方向转动便可以同步驱动全部驱动轮321转动，沿着图5a、图5b、图5c、图5d和图5e顺序所示，驱动轮321转动一周为一个周期，当驱动轮321转动一个周期后会恢复到原位，并使导向件312也恢复到原位，原本筒体为扩张状态时依然会恢复到扩张状态，原本筒体为收缩状态时依然会恢复到收缩状态，且扩张状态或收缩状态的程度一致，驱动轮321每个转动周期都会复刻同样的运动方式，进而完成对导向件312的往复运动控制。

除此之外，也可以采用其他结构形式的驱动模块310通过电机323驱动控制，而不限制电机323通过正转或反转实现驱动控制的形式，至于具体的结构形式可以根据本领域技术人员的需求进行设置，在此不做限定。同时，在采用同步带322控制时，还可以设置收紧轮324，使所述收紧轮324与所述同步带322滚动抵接，用于收紧所述同步带322。

本发明还提供了一种磁共振成像设备，包括所述射频线圈001。由于所述射频线圈001的具体结构、功能原理以及技术效果均在前文详述，在此便不再赘述，任何有关于所述射频线圈001的技术内容均可参考前文的记载。

本发明还提供了一种磁共振成像设备，包括：主磁体002、梯度线圈和所述射频线圈001，主磁体002具有收容腔，梯度线圈设置在所述收容腔内，所述射频线圈001设置在所述梯度线圈的内圈，以此构成磁共振成像设备的基本结构，其中所述导向座311和所述收紧轮324均可以设置在所述主磁体002上，将主磁体002作为装配基础，例如导向座311可以通过粘接、卡接、螺纹连接等方式固定在主磁体002上，收紧轮324可以转动装配在所述主磁体002上，对同步带322进行收紧处理。由于所述射频线圈001的具体结构、功能原理以及技术效果均在前文详述，在此便不再赘述，任何有关于所述射频线圈001的技术内容均可参考前文的记载。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (11)

1.一种用于磁共振的射频线圈，其特征在于，所述射频线圈包括：

多个线圈模块，所述线圈模块被配置为用于安装线圈单元；

多个连接模块，所述连接模块和所述线圈模块依次间隔设置，相邻地所述线圈模块和所述连接模块之间活动连接，构成可扩张或收缩的筒体；

控制机构，所述控制机构与所述线圈模块和/或所述连接模块控制连接，用于控制相邻地所述线圈模块和所述连接模块之间形成相对运动，以使所述筒体扩张或收缩。

2.根据权利要求1所述的射频线圈，其特征在于，所述连接模块上开设滑槽，所述线圈模块具有滑接部，相邻地所述线圈模块和所述连接模块通过所述滑接部与所述滑槽滑动装配；

或者，所述线圈模块上开设滑槽，所述连接模块具有滑接部，相邻地所述线圈模块和所述连接模块通过所述滑接部与所述滑槽滑动装配。

3.根据权利要求2所述的射频线圈，其特征在于，所述线圈模块和所述连接模块均为弧形板状体，所述滑槽为弧形槽，且所述弧形板状体和所述弧形槽的弧度适配，构成的所述筒体为可调直径的圆形筒体。

4.根据权利要求2所述的射频线圈，其特征在于，所述连接模块和所述线圈模块之间设置有限位结构，所述限位结构被配置为用于限制所述滑接部在所述滑槽内的滑动范围。

5.根据权利要求1-4中任一项所述的射频线圈，其特征在于，所述控制机构包括:

多个驱动模块，所述驱动模块与所述线圈模块或所述连接模块一一控制连接，用于直接或间接控制相邻所述线圈模块和所述连接模块远离运动或靠近运动，以使所述筒体扩张或收缩。

6.根据权利要求5所述的射频线圈，其特征在于，所述驱动模块包括：

导向座，所述导向座被配置为用于形成预定的导向轨迹；

导向件，沿所述导向轨迹活动装配在所述导向座上，所述导向件与所述线圈模块或所述连接模块连接；

连杆，所述连杆的输出端与所述导向件铰接，所述连杆被配置为用于驱动所述导向件沿所述导向轨迹往复运动。

7.根据权利要求6所述的射频线圈，其特征在于，所述导向座上开设导向槽，所述导向槽被配置为用于形成所述导向轨迹，所述导向件滑动装配在所述导向槽内。

8.根据权利要求6所述的射频线圈，其特征在于，所述控制机构还包括:

动力模块，所述动力模块与多个所述驱动模块同步控制连接。

9.根据权利要求8所述的射频线圈，其特征在于，所述动力模块包括:

多个驱动轮，所述驱动轮被配置为用于与所述连杆一一配合，所述连杆的输入端与所述驱动轮偏心铰接；

同步带，所述同步带与全部所述驱动轮同步驱动装配；

电机，所述电机的输出端与所述同步带驱动连接，以通过所述同步带控制全部所述驱动轮同步转动。

10.根据权利要求9所述的射频线圈，其特征在于，所述动力模块还包括:

收紧轮，所述收紧轮与所述同步带滚动抵接，用于收紧所述同步带。

11.一种磁共振成像设备，其特征在于，包括如权利要求1-10中任一项所述的射频线圈。

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