CN114089239A - 收发一体线圈以及磁共振成像系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种收发一体线圈，包括发射线圈和接收线圈，发射线圈包括两个端环天线和多条杆状天线，多条杆状天线相互平行地连接在两个端环天线之间，且杆状天线相对于两个端环天线所在的两个平面均垂直，端环天线上设置有2N个射频信号激励端口，N为大于或等于2的整数，接收线圈设置在发射线圈的内圈。上述收发一体线圈以及磁共振成像系统，在发射线圈上增加射频信号激励端口的数目,可以保证发射线圈在获得同样大小的发射场情况下,每个射频信号激励端口中所需要输入的功率减小,进而通过这种方式减少发射线圈的射频信号激励端口位置对接收线圈信号接收的影响程度，并且,也会相应地使发射线圈每个射频信号激励端口的幅相调节更加灵活。

Description

收发一体线圈以及磁共振成像系统

技术领域

本发明涉及医疗器械技术领域，特别是涉及收发一体线圈以及磁共振成像系统。

背景技术

在磁共振系统中，随着场强的增加，波长越来越短，在较大FOV(field of view，视场角)内得到均匀的射频场变得越来越难，为了解决此问题，局部收发一体线圈在高场环境下的使用变得越来越多。收发一体线圈通常采用发射线圈产生发射场，并利用配合的接收线圈接收磁共振信号，发射场能够使人体的质子发生翻转，质子弛豫恢复的磁共振信号被接收线圈接收。

现有技术中，收发一体线圈的发射线圈和接收线圈之间会形成相互影响，尤其是在发射线圈的射频信号激励端口位置，会对接收线圈的信号接收造成较大的干扰。

发明内容

基于此，有必要针对收发一体线圈中接收线圈的信号接收受到干扰的问题，提供一种收发一体线圈以及磁共振成像系统。

本发明提供了一种收发一体线圈，所述收发一体线圈包括：

发射线圈，包括两个端环天线和多条杆状天线，多条所述杆状天线相互平行地连接在两个所述端环天线之间，且所述杆状天线相对于两个所述端环天线所在的两个平面均垂直，所述端环天线上设置有2N个射频信号激励端口，N为大于或等于2的整数，其中，2N个所述射频信号激励端口两两构成一对，N对所述射频信号激励端口构成N个独立的馈电电路；

接收线圈，设置在所述发射线圈的内圈，所述接收线圈为相位阵列线圈。

在其中一个实施例中，所述端环天线上设置有四个所述射频信号激励端口，四个所述射频信号激励端口沿所述端环天线的周向分布，四个所述射频信号激励端口两两构成一对，两对所述射频信号激励端口构成两个独立的馈电电路。

在其中一个实施例中，相邻两个所述射频信号激励端口与所述端环天线的中心点之间的连线构成端口分布夹角，所述端口分布夹角的角度在60°至120°之间。

在其中一个实施例中，相邻两个所述射频信号激励端口之间的所述端口分布夹角的角度均为90°。

在其中一个实施例中，所述收发一体线圈还包括：

控制回路，所述控制回路与所述发射线圈电连接，所述控制回路被配置为用于控制所述发射线圈的通路或断路。

在其中一个实施例中，所述控制回路包括二极管、电感和电容，所述二极管、所述电感和所述电容相互并联设置。

在其中一个实施例中，所述电容设置在所述端环天线上，且所述电容位于相邻两个所述杆状天线与所述端环天线的两个连接位置之间。

在其中一个实施例中，两个所述端环天线之间周向分布的所述杆状天线的数量位于8至24个之间。

在其中一个实施例中，所述相位阵列线圈的通道数量位于12至36个之间。

本发明还提供了一种磁共振成像系统，所述磁共振成像系统包括所述收发一体线圈。

上述收发一体线圈以及磁共振成像系统，通过在发射线圈上增加射频信号激励端口的数目,可以保证发射线圈在获得同样大小的发射场情况下,每个射频信号激励端口中所需要输入的功率减小,进而通过这种方式减少发射线圈的射频信号激励端口位置对接收线圈信号接收的影响程度。并且,射频信号激励端口的数目增多，也会相应地使发射线圈每个射频信号激励端口的幅相调节更加灵活，得到更优的发射场。

附图说明

图1为本发明一个实施例提供的发射线圈的立体图；

图2为本发明一个实施例提供的发射线圈的平面图；

图3为本发明一个实施例提供的控制回路的结构示意图。

附图标号：

100、发射线圈；200、控制回路；

110、端环天线；120、杆状天线；130、射频信号激励端口；

210、二极管；220、电感；230、电容。

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和图2所示，本发明一实施例提供了一种收发一体线圈，该收发一体线圈可以适用于对目标对象的器官或局部部位实施磁共振成像，例如目标对象的头部、颈部、肩部、手腕或者膝盖等区域，借助收发一体线圈能够进一步靠近成像区域，在成像区域形成满意的均匀射频场，在接收射频共振信号时降低信号噪声，改善信噪比。

所述收发一体线圈包括发射线圈100和接收线圈，发射线圈100包括两个端环天线110和多条杆状天线120，多条所述杆状天线120相互平行地连接在两个所述端环天线110之间，且所述杆状天线120相对于两个所述端环天线110所在的两个平面均垂直，所述端环天线110上设置有2N个射频信号激励端口130，N为大于或等于2的整数，其中，2N个所述射频信号激励端口两两构成一对，N对所述射频信号激励端口构成N个独立的馈电电路，例如N可以取2、3等数值，进而使端环天线110上分布的射频信号激励端口130数量确定为四个或六个等偶数个，偶数个射频信号激励端口130可以两两构成一对，每对射频信号激励端口130能够单独形成独立对馈电电路，通过同轴线直接相连接来合成信号，实现功率的输入，接收线圈设置在所述发射线圈100的内圈，所述接收线圈可以选择为相位阵列线圈，接收线圈和发射线圈100相互装配时，可以将接收线圈设于发射线圈100的内圈，接收线圈和发射线圈100之间保持一定间隔。

两个端环天线110和多条杆状天线120构成的发射线圈100为鸟笼型结构的线圈，采用鸟笼型结构的线圈作为发射线圈100，扫描时可以在成像区域附近形成的更加均匀的射频场，提高成像效果，本领域技术人员可以根据需求选择其他结构类型的发射线圈100，而不局限于设置为鸟笼型结构的线圈，在此不做限定。杆状天线120的数量可以根据需求选择，例如，两个所述端环天线110之间周向分布的所述杆状天线120的数量位于8至24个之间，具体可以为在两个所述端环天线110之间周向分布8个杆状天线120、12个杆状天线120、16个杆状天线120、20个杆状天线120或24个杆状天线120不等。

所述接收线圈为相位阵列线圈并设置所述相位阵列线圈的通道数量位于12至36个之间，具体可以将所述相位阵列线圈的通道数量设置为12个通道、16个通道、20个通道、24个通道不等。本领域技术人员可以根据需求选择不同结构类型的接收线圈，例如接收线圈可以为鸟笼型结构的线圈、长方体结构的线圈、马鞍形结构的线圈、环形结构的线圈等，或者为上述多种线圈结构的组合，其均可以与发射线圈100形成适配，在此不做限定。

根据上述收发一体线圈，当射频信号激励端口130的数量增多时，可以保证发射线圈100在获得同样大小的发射场情况下,每个射频信号激励端口130中所需要输入的功率减小,进而通过这种方式减少发射线圈100的射频信号激励端口130位置对接收线圈信号接收的影响程度，例如至少相对于现有发射线圈100上的射频信号激励端口130数量为两个时，从两个射频信号激励端口130增加至四个射频信号激励端口130，就能够使每个射频信号激励端口130中所需要输入的功率减少一倍。并且,射频信号激励端口130的数目增多，也会相应地使发射线圈100每个射频信号激励端口130的幅相调节更加灵活，得到更优的发射场。

在其中一个实施例中，所述端环天线110上可以设置有四个所述射频信号激励端口130，四个所述射频信号激励端口130沿所述端环天线110的周向分布，四个所述射频信号激励端口130两两构成一对，每对所述射频信号激励端口130之间构成独立的馈电电路，四个所述射频信号激励端口130可以在发射线圈100的端环天线110上以而合适的角度进行分布，相邻两个所述射频信号激励端口130与所述端环天线110的中心点之间的连线构成端口分布夹角，所述端口分布夹角的角度可以在60°至120°之间，例如端口分布夹角的角度可以在60°、75°、90°、105°或120°不等，考虑到圆极化射频场的获得，在其中一个实施例中，四个所述射频信号激励端口130沿所述端环天线110的周向分布，相邻两个所述射频信号激励端口130之间的所述端口分布夹角的角度均为90°，该种分布方式可以得到最佳的圆极化射频场。

在其中一个实施例中，所述收发一体线圈还包括控制回路200，所述控制回路200与所述发射线圈100电连接，所述控制回路200被配置为用于控制所述发射线圈100的通路或断路，进而通过控制回路200用来控制发射线圈100的工作或不工作，如图3所示，在其中一个实施例中，所述控制回路200包括二极管210、电感220和电容230，所述二极管210、所述电感220和所述电容230相互并联设置，而且，所述电容230可以设置在所述端环天线110上，且所述电容230位于相邻两个所述杆状天线120与所述端环天线110的两个连接位置之间。

依靠此控制回路200的结构，控制回路200可以控制发射线圈100的调谐和失谐，例如，发射线圈100上的二极管210导通，可以使发射线圈100闭合以处于调谐状态，产生射频场以激发质子，发射线圈100上的二极管210、电容230、电感220组成的并联谐振高阻回路开始工作，可以使发射线圈100断开以处于失谐状态。举例说明，例如供电150MA时，发射线圈100上的二极管210导通，发射线圈100闭合以处于调谐状态，产生射频场以激发质子，供电-30V时，发射线圈100上的二极管210、电容230、电感220组成的并联谐振高阻回路开始工作，发射线圈100断开以处于失谐状态。

在其中一个实施例中，发射线圈100可以采用重叠去耦、电容230去耦或电感220去耦等方式实现去耦，采集到的磁共振信号可以通过前置放大器放大输出到谱仪，再经过重建输出图像。

本发明还提供了一种磁共振成像系统，所述磁共振成像系统包括所述收发一体线圈。由于所述收发一体线圈的具体结构、功能原理以及技术效果均在前文详述，在此便不再赘述，任何有关于所述收发一体线圈的技术内容，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 (10)

1.一种收发一体线圈，其特征在于，所述收发一体线圈包括：

发射线圈，包括两个端环天线和多条杆状天线，多条所述杆状天线相互平行地连接在两个所述端环天线之间，且所述杆状天线相对于两个所述端环天线所在的两个平面均垂直，所述端环天线上设置有2N个射频信号激励端口，N为大于或等于2的整数，其中，2N个所述射频信号激励端口两两构成一对，N对所述射频信号激励端口构成N个独立的馈电电路；

接收线圈，设置在所述发射线圈的内圈，所述接收线圈为相位阵列线圈。

2.根据权利要求1所述的收发一体线圈，其特征在于，所述端环天线上设置有四个所述射频信号激励端口，四个所述射频信号激励端口沿所述端环天线的周向分布，四个所述射频信号激励端口两两构成一对，两对所述射频信号激励端口构成两个独立的馈电电路。

3.根据权利要求2所述的收发一体线圈，其特征在于，相邻两个所述射频信号激励端口与所述端环天线的中心点之间的连线构成端口分布夹角，所述端口分布夹角的角度在60°至120°之间。

4.根据权利要求3所述的收发一体线圈，其特征在于，相邻两个所述射频信号激励端口之间的所述端口分布夹角的角度均为90°。

5.根据权利要求1所述的收发一体线圈，其特征在于，所述收发一体线圈还包括：

控制回路，所述控制回路与所述发射线圈电连接，所述控制回路被配置为用于控制所述发射线圈的通路或断路。

6.根据权利要求5所述的收发一体线圈，其特征在于，所述控制回路包括二极管、电感和电容，所述二极管、所述电感和所述电容相互并联设置。

7.根据权利要求6所述的收发一体线圈，其特征在于，所述电容设置在所述端环天线上，且所述电容位于相邻两个所述杆状天线与所述端环天线的两个连接位置之间。

8.根据权利要求1-7中任一项所述的收发一体线圈，其特征在于，两个所述端环天线之间周向分布的所述杆状天线的数量位于8至24个之间。

9.根据权利要求1-7中任一项所述的收发一体线圈，其特征在于，所述相位阵列线圈的通道数量位于12至36个之间。

10.一种磁共振成像系统，其特征在于，所述磁共振成像系统包括如权利要求1-9中任一项所述的收发一体线圈。

Images