CN114137458B - 一种双核射频线圈系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种双核射频线圈系统。一种双核射频线圈系统，包括：第一线圈、第二线圈、第一前端电路和第二前端电路；第一线圈和第二线圈共同围绕在一个线圈支撑架上，形成单层嵌套式结构；第一线圈用于接收第一核磁测试信号并根据第一核磁测试信号生成第一感应信号；第二线圈包括第二发射线圈和第二接收线圈，第二发射线圈用于接收第二核磁测试信号并根据第二核磁测试信号生成第二感应信号；第二接收线圈与第二发射线圈对应设置，用于采集第二发射线圈产生的第二感应信号；第一前端电路与第一线圈连接，第二前端电路与第二线圈连接。实现对感兴趣区域内的双核信号均匀激发和弱核素信号的高灵敏度采集的效果。

Description

一种双核射频线圈系统

技术领域

本发明实施例涉及核磁共振技术，尤其涉及一种双核射频线圈系统。

背景技术

超高场多核磁共振成像(Magnetic Resonance Imaging,MRI)和磁共振波谱可以提供生化，物理和功能以及结构信息，由于其卓越的分辨率和解剖细节，对于探索超高场图像提供的形态特征和相关的生理或病理功能等生物学研究具有重要价值。由于双核磁共振成像技术可用于获得生物系统中的形态和代谢信息，已经得到迅速的发展，因为弱核素对主磁场强度的线性依赖性，目前双核素的磁共振成像或者波谱扫描主要是在超高场磁共振系统中进行，可显着提高SNR，减少扫描时间或提高空间分辨率。然而，因为采集的信号强度不仅与主磁场强度相关，还与激发和接收磁共振信号的核心部件RF线圈相关，并且随着磁场强度的增加，射频磁场不均匀性越明显，不同核通道间的相互作用，通道之间的耦合以及在高强度电磁场中复杂的电磁波行为、电介质和导电生物样品等等会严重降低线圈的传输效率以及接收灵敏度，再加上弱核素物理性质的低敏感性以及物理技术应用的局限等等都严重影响图像质量，时间和空间分辨率。因此迫切需要可支持质子和非质子信号的激发和采集的射频线圈结构的研究，在发射模式下产生均匀的发射场，在接收模式下形成高灵敏度的接收场，才能具有足够的覆盖范围并且提升若核素的信噪比。

目前现有的双核线圈设计主要有：双核共用一个线圈回路，主要是通过回路中的一个固定电容与一个电感并联，使频率分裂实现高低频率的双核谐振，但是这种方式比较适用于频率接近的双共振线圈，对于同时在相差比较大的两个频率上的匹配电路难以实现，而且由于插入陷波元件造成的损耗，会导致线圈的质量和信噪比下降的问题；采用独立的两个线圈回路实现双核磁共振信号激发和采集的方式，除了不同核素的通道干扰，激发和接收通道之间也存在相互干扰的问题。还存在高频情况下的射频磁场不均匀、线圈中可使用空间较小的问题。

发明内容

本发明提供一种双核射频线圈系统，以实现对感兴趣区域内的双核信号均匀激发和弱核素信号的高灵敏度采集的效果。

本发明实施例提供了一种双核射频线圈系统，包括：第一线圈、第二线圈、第一前端电路和第二前端电路；

所述第一线圈和所述第二线圈共同围绕在一个线圈支撑架上，形成单层嵌套式结构；

所述第一线圈用于接收第一核磁测试信号并根据所述第一核磁测试信号生成第一感应信号；

所述第二线圈包括第二发射线圈和第二接收线圈，所述第二发射线圈用于接收第二核磁测试信号并根据所述第二核磁测试信号生成第二感应信号；所述第二接收线圈与所述第二发射线圈对应设置，用于采集所述第二发射线圈产生的第二感应信号；

所述第一前端电路与所述第一线圈连接，用于产生所述第一核磁测试信号并采集所述第一感应信号；所述第二前端电路与所述第二线圈连接，用于产生所述第二核磁测试信号。

可选的，所述第一线圈的轴线与所述第二发射线圈的轴线重合，所述第一线圈的轴线中心点与所述第二发射线圈的轴线中心点重合，所述第一线圈相对于所述第二发射线圈沿方位角方向偏移预设角度。

可选的，所述第一线圈的腿段长度大于所述第二发射线圈的腿段长度，所述第二发射线圈套在所述第一线圈的外部。

可选的，所述第一线圈包括多个第一线圈单元，所述第一线圈单元两两首尾相连；

所述第一线圈包括两条通道，每条通道包括第一平衡-不平衡转换器，所述第一平衡-不平衡转换器包括电容C1、巴伦B1，所述巴伦B1和所述电容C1串联，所述电容C1连接至所述第一线圈单元，所述巴伦B1连接至第一前端电路，所述第一平衡-不平衡转换器通过调节电容C1使谐振频率匹配到对应的工作频率。

可选的，所述第一前端模块包括：第一功分器、放大器、TR切换开关和滤波器，所述第一功分器用于将所述核磁测试信号拆分为两路测试信号，所述第一功分器与所述TR切换开关连接，两路测试信号分别通过所述TR切换开关、所述滤波器、所述第一平衡-不平衡转换器输入到所述第一线圈中；两个所述放大器分别接收所述第一线圈产生的两路第一感应信号进行放大输出。

可选的，所述第二发射线圈包括多个第二发射线圈单元；所述第二接收线圈包括两个环形第二线圈接收单元，所述第二线圈接收单元之间以铜带作为导体。

可选的，所述第二发射线圈包括两条通道，每条通道包括第二平衡-不平衡转换器，所述第二平衡-不平衡转换器包括电容C2、巴伦B2，所述巴伦B2和所述电容C2串联，所述电容C2连接至所述第二发射线圈，所述巴伦B2连接至第二前端电路，所述第二平衡-不平衡转换器通过调节电容C2使谐振频率匹配到对应的工作频率；所述第二前端电路包括第二功分器，用于将所述核磁测试信号拆分为两路测试信号。

可选的，所述第二发射线圈包括N个发射回路，N大于等于2；所述发射回路包括四条腿段、电感L1、电感L2、二极管D1、二极管D2、电容C3和电容C4；

第一腿段的第一端连接所述二极管D1的正极，所述第一腿段的第二端连接所述电容C3的第二端；

所述二极管D1的负极连接第二腿段的第一端，所述第二腿段的第二端连接所述电容C4的第一端；

所述电容C4的第二端连接第三腿段的第一端，所述第三腿段的第二端连接所述二极管D2的负极；

所述二极管D2的正极连接第四腿段的第一端；所述第四腿段的第二端连接所述电容C3的第一端；

所述电感L1的第一端和第二端并联接在所述第一腿段上，所述电感L2的第一端和第二端并联接在所述第二腿段上；

所述N个发射回路的所述电感L1的第一端共同连接偏置电路，所述N个发射回路的所述电感L2的第一端共同接地。

可选的，所述第二线圈接收单元包括前置放大器、第一并联谐振陷波电路、第二并联谐振陷波电路和接收线圈，所述前置放大器放置在距离所述接收线圈的四分之一波长处，用以接收第二感应信号，所述第一并联谐振陷波电路和所述第二并联谐振陷波电路用于保护所述前置放大器；所述第一并联谐振陷波电路包括：电感L3、电感L4、电容C5、二极管D3，所述二极管D3的负极连接所述前置放大器，所述二极管D3的正极连接所述电感L3和所述L4的第一端，所述电感L3的第二端通过所述电容C5连接所述接收线圈，所述电感L4的第二端连接所述接收线圈；所述第二并联谐振陷波电路包括：电容C5和同轴电缆，所述同轴电缆第一端连接所述前置放大器，所述同轴电缆的第二端通过所述电容C5连接所述接收线圈。

可选的，所述双核射频线圈系统还包括：电磁屏蔽装置；

所述电磁屏蔽装置由一层铜箔覆在亚克力上，铜箔沿主磁场方向均匀分成两部分，并在相邻的铜箔间隙上焊接上多个贴片电容所构成，所述电磁屏蔽装置放置在所述第一线圈和所述第二线圈上方预设距离处；

所述电磁屏蔽装置连接至所述第一线圈和所述第二线圈，用于通过静止的主磁场以及声频频率下的梯度场，阻止射频场的通过。

本发明通过一种双核射频线圈系统包括：第一线圈、第二线圈、第一前端电路和第二前端电路；第一线圈和第二线圈共同围绕在一个线圈支撑架上，形成单层嵌套式结构；第一线圈用于接收第一核磁测试信号并根据第一核磁测试信号生成第一感应信号；第二线圈包括第二发射线圈和第二接收线圈，第二发射线圈用于接收第二核磁测试信号并根据第二核磁测试信号生成第二感应信号；第二接收线圈与第二发射线圈对应设置，用于采集第二发射线圈产生的第二感应信号；第一前端电路与第一线圈连接，用于产生第一核磁测试信号并采集第一感应信号；第二前端电路与第二线圈连接，用于产生第二核磁测试信号，解决两个线圈回路质检存在不同核素的通道干扰，激发和接收通道之间存在相互干扰的问题，以及射频磁场不均匀的问题，实现对感兴趣区域内的双核信号均匀激发和弱核素信号的高灵敏度采集的效果。

附图说明

图1为本发明实施例一提供的一种双核射频线圈系统的结构示意图；

图2A为本发明实施例一提供的一种双核射频线圈系统的第一线圈和第二发射线圈的结构示意图；

图2B为本发明实施例一提供的另一种双核射频线圈系统的第一线圈和第二发射线圈的结构示意图；

图3为本发明实施例二提供的一种双核射频线圈系统的第一线圈和第一前端电路的电路示意图；

图4为本发明实施例二提供的一种双核射频线圈系统的第二发射线圈和第二前端电路的电路示意图；

图5为本发明实施例二提供的一种双核射频线圈系统的第二接收线圈的电路示意图。

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。

实施例一

图1为本发明实施例一提供的一种双核射频线圈系统的结构示意图；图2A为本发明实施例一提供的一种双核射频线圈系统的第一线圈和第二发射线圈的结构示意图；图2B为本发明实施例一提供的另一种双核射频线圈系统的第一线圈和第二发射线圈的结构示意图。

如图1所示，一种双核射频线圈系统，包括：第一线圈110、第二线圈210、第一前端电路120和第二前端电路220；

所述第一线圈110和所述第二线圈210共同围绕在一个线圈支撑架上，形成单层嵌套式结构；

所述第一线圈110用于接收第一核磁测试信号并根据所述第一核磁测试信号生成第一感应信号；

所述第二线圈210包括第二发射线圈211和第二接收线圈212，所述第二发射线圈211用于接收第二核磁测试信号并根据所述第二核磁测试信号生成第二感应信号；所述第二接收线圈212与所述第二发射线圈211对应设置，用于采集所述第二发射线圈211产生的第二感应信号；

所述第一前端电路120与所述第一线圈110连接，用于产生所述第一核磁测试信号并采集所述第一感应信号；所述第二前端电路220与所述第二线圈210连接，用于产生所述第二核磁测试信号。

可选的，所述第一线圈110的轴线与所述第二发射线圈211的轴线重合，所述第一线圈110的轴线中心点与所述第二发射线圈211的轴线中心点重合，所述第一线圈110相对于所述第二发射线圈211沿方位角方向偏移预设角度。

可选的，所述第一线圈110的腿段长度大于所述第二发射线圈211的腿段长度，所述第二发射线圈211套在所述第一线圈110的外部。

第一线圈110为收发一体正交鸟笼结构，第一线圈110包含多个平行腿段，每个腿段首尾处与端环连接，多个端环之间连接形成鸟笼结构；第二线圈210采用分离设计，第二线圈210包括第二发射线圈211和第二接收线圈212，其中，第二发射线圈212为鸟笼结构，第二接收线圈212由两通道环形线圈组成；发射线圈采用鸟笼结构，可有效在整个头部产生均匀的B1+场。如图2A所示，第一线圈110和第二线圈210共同围绕在一个线圈支撑架上，形成单层嵌套式结构，第二发射线圈211的中心轴线与第一线圈110的中心轴线互相重合且轴线的中心点相互重合，第一线圈110的中心位置相对于第二发射线圈211的中心位置沿方位角方向偏移预设角度，如图2B所示，第一线圈110的位置相对于第二发射线圈211偏移相差22.5°，通过第一线圈110的位置相对第二发射线圈211的偏移解决了内外层线圈阵列互相干扰的问题，使两个线圈独立调谐匹配并实现了两个频率的均匀的发射场；其中，第一线圈110的腿段长度大于第二发射线圈211的腿段长度，第二发射线圈211套在第一线圈110的外部。

在本实施中，第一线圈为1H核素线圈，第二发射线圈为2H核素线圈。两个核素线圈独立调谐匹配并实现了两个频率的均匀的发射场，第一线圈接收第一核磁测试信号并根据第一核磁测试信号生成第一感应信号，第二发射线圈接收第二核磁测试信号并根据所述第二核磁测试信号生成第二感应信号，第二接收线圈接收第二发射线圈产生的第二感应信号。在第一线圈工作时，直流偏置电流输入使得第二发射线圈处于失谐状态，第一线圈正交通道串联滤波器，减少在第二发射线圈工作时，第一线圈对第二发射线圈的影响，避免不同线圈之间的互相干扰。通过两种不同的线圈结构及信号激发采集方式相组合，涵盖成像所需频率的信号激发采集链，体线圈具有较大的空间分布，能够在特定区域内产生均匀的B1场，表面线圈更加贴合被测物体的表面，具有更高的SNR的优势。

本实施例的技术方案，通过一种双核射频线圈系统包括：第一线圈、第二线圈、第一前端电路和第二前端电路；第一线圈和第二线圈共同围绕在一个线圈支撑架上，形成单层嵌套式结构；第一线圈用于接收第一核磁测试信号并根据第一核磁测试信号生成第一感应信号；第二线圈包括第二发射线圈和第二接收线圈，第二发射线圈用于接收第二核磁测试信号并根据第二核磁测试信号生成第二感应信号；第二接收线圈与第二发射线圈对应设置，用于采集第二发射线圈产生的第二感应信号；第一前端电路与第一线圈连接，用于产生第一核磁测试信号并采集第一感应信号；第二前端电路与第二线圈连接，用于产生第二核磁测试信号，解决两个线圈回路质检存在不同核素的通道干扰，激发和接收通道之间存在相互干扰的问题，以及射频磁场不均匀的问题，实现对感兴趣区域内的双核信号均匀激发和弱核素信号的高灵敏度采集的效果。

实施例二

图3为本发明实施例二提供的一种双核射频线圈系统的第一线圈和第一前端电路的电路示意图；图4为本发明实施例二提供的一种双核射频线圈系统的第二发射线圈和第二前端电路的电路示意图；图5为本发明实施例二提供的一种双核射频线圈系统的第二接收线圈的电路示意图。

在上述技术方案的基础上，如图3所示，可选的，所述第一线圈110包括多个第一线圈单元，所述第一线圈单元两两首尾相连；

所述第一线圈110包括两条通道，每条通道包括第一平衡-不平衡转换器BN1，所述第一平衡-不平衡转换器BN1包括电容C1、巴伦B1，所述巴伦B1和所述电容C1串联，所述电容C1连接至所述第一线圈单元，所述巴伦B1连接至第一前端电路120，所述第一平衡-不平衡转换器BN通过调节电容C1使谐振频率匹配到对应的工作频率。

第一线圈110由8个回路构成，采用8腿段结构，使用宽度为6mm，厚度为0.1mm的铜带作为导体，如图3所示，以其中两个回路为例进行说明，第一回路111包括第一腿段S1、第二腿段S2、电容C11A和电容C11B，第二回路112包括第二腿段S2、电容C12A和电容C12B，第一回路111和第二回路112公用第二腿段S2；第一腿段S1的第一端串联电容C11A至第二腿段S2的第一端，第一腿段S1的第二端串联电容C11B至第二腿段S2的第二端，第二腿段S2的第一端串联电容C12A至第三腿段S3的第一端，第二腿段S2的第二端串联电容C12B至第三腿段S3的第二端。第一线圈110还通过两个电容C接地，第一线圈的调谐和匹配通过调节端环上的电容和两个通道的匹配电容来实现，并且端环上并联非磁性可变电容器作为平衡电容，用来补偿线圈制作工程中的结构差异以及电容误差所带来的不对称性等。

第一线圈110包括两条通道，每条通道包括第一平衡-不平衡转换器BN1，第一线圈110通过两条通道连接至第一前端电路120，用于从第一前端电路120接收第一核磁测试信号并根据第一核磁测试信号生成第一感应信号，通过两条通道将第一感应信号传输回第一前端电路120，第一平衡-不平衡转换器BN1由电容C1和巴伦B1组成，具体为：使用非磁性半钢同轴电缆缠绕2匝巴伦B1，背面使用电容C1串联，通过调节电容C1使谐振频率匹配到对应的工作频率，由于同轴线的屏蔽层上会感应出共模电流，容易对信号造成干扰，引起线圈的失谐振，严重时还会对成像的活体造成灼伤，第一平衡-不平衡转换器BN以最大限度地减少同轴电缆外屏蔽层的共模电流。

可选的，所述第一前端模块120包括：第一功分器S1、放大器(P1和P2)、TR切换开关K1和滤波器LB1，所述第一功分器S1用于将所述核磁测试信号拆分为两路测试信号，所述第一功分器S1与所述TR切换开关K1连接，两路测试信号分别通过所述TR切换开关K1、所述滤波器LB1、所述第一平衡-不平衡转换器BN1输入到所述第一线圈110中；两个所述放大器(P1和P2)分别接收所述第一线圈110产生的两路第一感应信号进行放大输出。

如图3所示，在测试时，TR切换开关K1自动连接至第一功分器S1，第一功分器S1将核磁测试信号拆分为两路测试信号，通过所述TR切换开关K1、所述滤波器LB1、所述第一平衡-不平衡转换器BN1输入到所述第一线圈110中；在接收感应信号时，TR切换开关K1自动连接至放大器(P1和P2)，两个放大器(P1和P2)将接收的两路感应信号放大后输出。

如图4和图5所示，可选的，所述第二发射线圈211包括多个第二发射线圈单元211A；所述第二接收线圈212包括两个环形第二线圈接收单元(212A和212B)，所述第二线圈接收单元之间以铜带作为导体。

第二发射线圈211采用鸟笼线圈结构，第二接收线圈212采用回路结构，由两个环形第二线圈接收单元组成，使用宽度为5mm，厚度为0.15mm的铜带作为导体，每个第二线圈接收单元匹配到50欧姆并调谐到对应的工作频率，每个第二线圈接收单元回路中元件器均匀分布使线圈回路中产生均匀的电流，第二接收线圈212通过调整第二线圈接收单元间的几何间距，从而调整重叠几何面积，实现最大限度地减少两个元件之间的耦合。第二线圈的工作状态通过腿段和接收部分失谐电路的二极管的输入电流控制，实现发射接收的转换。

可选的，所述第二发射线圈211包括两条通道，每条通道包括第二平衡-不平衡转换器BN2，所述第二平衡-不平衡转换器BN2包括电容C2、巴伦B2，所述巴伦B2和所述电容C2串联，所述电容C2连接至所述第二发射线圈211，所述巴伦B2连接至第二前端电路220，所述第二平衡-不平衡转换器BN2通过调节电容C2使谐振频率匹配到对应的工作频率；所述第二前端电路220包括第二功分器S2，用于将所述核磁测试信号拆分为两路测试信号。

第二发射线圈211包括两条通道，每条通道包括第二平衡-不平衡转换器BN2，第二发射线圈211通过两条通道连接至第二前端电路220，第二前端电路220包括第二功分器S2，第二前端电路220将核磁测试信号拆分为两路核磁测试信号，通过第二平衡-不平衡转换器BN2传输至第二发射线圈211进行测试，第二发射线圈211根据第二核磁测试信号生成第二感应信号，第二平衡-不平衡转换器BN2由电容C2和巴伦B2组成，具体为：使用非磁性半钢同轴电缆缠绕2匝巴伦B2，背面使用电容C2串联，通过调节电容C2使谐振频率匹配到对应的工作频率，由于同轴线的屏蔽层上会感应出共模电流，容易对信号造成干扰，引起线圈的失谐振，严重时还会对成像的活体造成灼伤，平衡-不平衡转换器BN2以最大限度地减少同轴电缆外屏蔽层的共模电流。

可选的，所述第二发射线圈211包括N个发射回路，N大于等于2；所述发射回路211A包括四条腿段、电感L1、电感L2、二极管D1、二极管D2、电容C3和电容C4；

第一腿段S1的第一端连接所述二极管D1的正极，所述第一腿段S1的第二端连接所述电容C3的第二端；

所述二极管D1的负极连接第二腿段S2的第一端，所述第二腿段S2的第二端连接所述电容C4的第一端；

所述电容C4的第二端连接第三腿段S3的第一端，所述第三腿段S3的第二端连接所述二极管D2的负极；

所述二极管D2的正极连接第四腿段S4的第一端；所述第四腿段S4的第二端连接所述电容C3的第一端；

所述电感L1的第一端a1和第二端a2并联接在所述第一腿段S1上，所述电感L2的第一端b1和第二端b2并联接在所述第二腿段S2上；

所述N个发射回路的所述电感L1的第一端共同连接偏置电路，所述N个发射回路的所述电感L2的第一端共同接地。

示例性的，第二发射线圈211包括8个发射回路，每个回路由4条腿段组成，使用宽度为5mm，厚度为0.15mm的铜带作为导体，如图4所示，以其中一个回路为例进行说明，第一回路211A包括第一腿段S1、第二腿段S2、第三腿段S3、第四腿段S4、电容C3、电容C4；8个发射回路的电感L1的第一端a1共同连接偏置电路，8个发射回路的电感L2的第一端b1共同接地。第二发射线圈211还通过两个电容C接地，第二发射线圈的调谐和匹配通过调节端环上的电容和两个通道的匹配电容来实现，并且端环上并联非磁性可变电容器作为平衡电容，用来补偿线圈制作工程中的结构差异以及电容误差所带来的不对称性等。

可选的，所述第二线圈接收单元包括前置放大器P3、第一并联谐振陷波电路、第二并联谐振陷波电路和接收线圈，所述前置放大器P3放置在距离所述接收线圈的四分之一波长处，用以接收第二感应信号，所述第一并联谐振陷波电路和所述第二并联谐振陷波电路用于保护所述前置放大器；所述第一并联谐振陷波电路包括：电感L3、电感L4、电容C5、二极管D3，所述二极管D3的负极连接所述前置放大器，所述二极管D3的正极连接所述电感L3和所述L4的第一端，所述电感L3的第二端通过所述电容C5连接所述接收线圈，所述电感L4的第二端连接所述接收线圈；所述第二并联谐振陷波电路包括：电容C5和同轴电缆，所述同轴电缆第一端连接所述前置放大器，所述同轴电缆的第二端通过所述电容C5连接所述接收线圈。

如图5所示，第二接收线圈212包括两个第二线圈接收单元(212A和212B)，两个第二线圈接收单元构成相同，本实施例以一个第二线圈接收单元进行说明。第二线圈接收单元212A包括前置放大器P3、第一并联谐振陷波电路、第二并联谐振陷波电路和接收线圈L5。前置放大器P3放置在距离所述接收线圈的四分之一波长处，接收第二感应信号，在接收线圈L5和前置放大器P3之间设置第一并联谐振陷波电路和第二并联谐振陷波电路，以抑制同轴电缆上的不平衡电流保护前置放大器。第一并联谐振陷波电路包括：电感L3、电感L4、电容C5、二极管D3，第一并联谐振陷波电路对应接收线圈L5的工作频率；第一并联谐振陷波电路相对于第二并联谐振陷波电路靠近接收线圈L5设置，第二并联谐振陷波电路包括：电容C5和同轴电缆，同轴电缆的第一端g连接前置放大器，同轴电缆的第二端h串联电容C5后连接至接收线圈L5，同轴线缆的第三端i与二极管D3的负极和放大器反相输入端共同接地。工程中将同轴电缆缠绕，等效为电感，在其两端并联电容，外屏蔽层和电容相当于一个并联谐振电路，在对应谐振的频点实现陷波，通过调节电容C5使谐振频率匹配到对应的工作频率，抑制不同频率的共模电流。进一步的，在实际测试中为减少射频陷中电感产生的磁场对射频线圈磁场的干扰，同时为防止外界环境对射频陷中电感的影响，需要将接收线圈上的射频陷装配在屏蔽盒里。

接收线圈L5由四段导线和四个电容串联构成，导线c、电容C6、导线d、电容C9、导线e、电容C7、导线f和电容C8依次串联，电容C8与导线c连接，构成环形的接收线圈L5。

可选的，所述双核射频线圈系统还包括：电磁屏蔽装置；

所述电磁屏蔽装置由一层铜箔覆在亚克力上，铜箔沿主磁场方向均匀分成两部分，并在相邻的铜箔间隙上焊接上多个贴片电容所构成，所述电磁屏蔽装置放置在所述第一线圈和所述第二线圈上方预设距离处；

所述电磁屏蔽装置连接至所述第一线圈和所述第二线圈，用于通过静止的主磁场以及声频频率下的梯度场，阻止射频场的通过。

为了避免来自MRI扫描仪的其他硬件组件如梯度线圈及匀场线圈电磁干扰，以保持磁体内部线圈的调谐条件，双核射频线圈系统还包括：电磁屏蔽装置，电磁屏蔽装置连接至第一线圈和第二线圈。电磁屏蔽装置相当于一个低通滤波器，能够通过静止的主磁场以及声频频率下的梯度场，阻止射频场的通过。电磁屏蔽装置由一层覆在亚克力上的铜箔和相邻的铜箔间隙上焊接上多个贴片电容所构成，相邻的铜箔间隙上焊接上多个数值较大的1nF贴片电容支撑的射频屏蔽层放置在第一线圈阵列和第二线圈阵列上方2cm处，既能减少辐射损耗并以最大限度地减少涡流，又不会增加线圈外壳的几何总高度，并且不会损害回路元件的场分布。

通过滤波器及失谐电路分别控制高频线圈对低频线圈的影响和弱核素工作状态，避免了不同核素间的电磁干扰，解决了高频情况下的射频磁场不均匀问题、不同核素间相互作用以及电磁干扰问题。在电流控制调失谐的基础上，可实现对感兴趣区域内的双核信号激发和弱核素信号的高灵敏度采集。

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 (8)

1.一种双核射频线圈系统，其特征在于，包括：第一线圈、第二线圈、第一前端电路和第二前端电路；

所述第一线圈和所述第二线圈共同围绕在一个线圈支撑架上，形成单层嵌套式结构；

所述第一线圈用于接收第一核磁测试信号并根据所述第一核磁测试信号生成第一感应信号；

所述第二线圈包括第二发射线圈和第二接收线圈，所述第二发射线圈用于接收第二核磁测试信号并根据所述第二核磁测试信号生成第二感应信号；所述第二接收线圈与所述第二发射线圈对应设置，用于采集所述第二发射线圈产生的第二感应信号；所述第二发射线圈包括多个第二发射线圈单元；所述第二接收线圈包括两个环形第二线圈接收单元，所述第二线圈接收单元之间以铜带作为导体；其中，所述第二线圈接收单元包括前置放大器、第一并联谐振陷波电路、第二并联谐振陷波电路和接收线圈，所述前置放大器放置在距离所述接收线圈的四分之一波长处，用以接收第二感应信号，所述第一并联谐振陷波电路和所述第二并联谐振陷波电路用于保护所述前置放大器；所述第一并联谐振陷波电路包括：电感L3、电感L4、电容C5、二极管D3，所述二极管D3的负极连接所述前置放大器，所述二极管D3的正极连接所述电感L3和所述L4的第一端，所述电感L3的第二端通过所述电容C5连接所述接收线圈，所述电感L4的第二端连接所述接收线圈；所述第二并联谐振陷波电路包括：电容C5和同轴电缆，所述同轴电缆第一端连接所述前置放大器，所述同轴电缆的第二端通过所述电容C5连接所述接收线圈；

所述第一前端电路与所述第一线圈连接，用于产生所述第一核磁测试信号并采集所述第一感应信号；所述第二前端电路与所述第二线圈连接，用于产生所述第二核磁测试信号。

2.根据权利要求1所述的双核射频线圈系统，其特征在于，所述第一线圈的轴线与所述第二发射线圈的轴线重合，所述第一线圈的轴线中心点与所述第二发射线圈的轴线中心点重合，所述第一线圈相对于所述第二发射线圈沿方位角方向偏移预设角度。

3.根据权利要求1所述的双核射频线圈系统，其特征在于，所述第一线圈的腿段长度大于所述第二发射线圈的腿段长度，所述第二发射线圈套在所述第一线圈的外部。

4.根据权利要求1所述的双核射频线圈系统，其特征在于，所述第一线圈包括多个第一线圈单元，所述第一线圈单元两两首尾相连；

所述第一线圈包括两条通道，每条通道包括第一平衡-不平衡转换器，所述第一平衡-不平衡转换器包括电容C1、巴伦B1，所述巴伦B1和所述电容C1串联，所述电容C1连接至所述第一线圈单元，所述巴伦B1连接至第一前端电路，所述第一平衡-不平衡转换器通过调节电容C1使谐振频率匹配到对应的工作频率。

5.根据权利要求4所述的双核射频线圈系统，其特征在于，所述第一前端电路包括：第一功分器、放大器、TR切换开关和滤波器，所述第一功分器用于将所述核磁测试信号拆分为两路测试信号，所述第一功分器与所述TR切换开关连接，两路测试信号分别通过所述TR切换开关、所述滤波器、所述第一平衡-不平衡转换器输入到所述第一线圈中；两个所述放大器分别接收所述第一线圈产生的两路第一感应信号进行放大输出。

6.根据权利要求1所述的双核射频线圈系统，其特征在于，所述第二发射线圈包括两条通道，每条通道包括第二平衡-不平衡转换器，所述第二平衡-不平衡转换器包括电容C2、巴伦B2，所述巴伦B2和所述电容C2串联，所述电容C2连接至所述第二发射线圈，所述巴伦B2连接至第二前端电路，所述第二平衡-不平衡转换器通过调节电容C2使谐振频率匹配到对应的工作频率；所述第二前端电路包括第二功分器，用于将所述核磁测试信号拆分为两路测试信号。

7.根据权利要求1所述的双核射频线圈系统，其特征在于，所述第二发射线圈包括N个发射回路，N大于等于2；所述发射回路包括四条腿段、电感L1、电感L2、二极管D1、二极管D2、电容C3和电容C4；

第一腿段的第一端连接所述二极管D1的正极，所述第一腿段的第二端连接所述电容C3的第二端；

所述二极管D1的负极连接第二腿段的第一端，所述第二腿段的第二端连接所述电容C4的第一端；

所述电容C4的第二端连接第三腿段的第一端，所述第三腿段的第二端连接所述二极管D2的负极；

所述二极管D2的正极连接第四腿段的第一端；所述第四腿段的第二端连接所述电容C3的第一端；

所述电感L1的第一端和第二端并联接在所述第一腿段上，所述电感L2的第一端和第二端并联接在所述第二腿段上；

所述N个发射回路的所述电感L1的第一端共同连接偏置电路，所述N个发射回路的所述电感L2的第一端共同接地。

8.根据权利要求1所述的双核射频线圈系统，其特征在于，所述双核射频线圈系统还包括：电磁屏蔽装置；

所述电磁屏蔽装置由一层铜箔覆在亚克力上，铜箔沿主磁场方向均匀分成两部分，并在相邻的铜箔间隙上焊接上多个贴片电容所构成，所述电磁屏蔽装置放置在所述第一线圈和所述第二线圈上方预设距离处；

所述电磁屏蔽装置连接至所述第一线圈和所述第二线圈，用于通过静止的主磁场以及声频频率下的梯度场，阻止射频场的通过。

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