CN114487958A - 用于磁共振成像设备的屏蔽组件以及磁共振成像设备 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种用于磁共振成像设备的屏蔽组件以及磁共振成像设备。该用于磁共振成像设备的屏蔽组件，磁共振成像设备包括环形的射频线圈以及环绕射频线圈的梯度线圈，屏蔽组件环绕设置于射频线圈和梯度线圈之间。屏蔽组件包括：至少一个屏蔽环，每个屏蔽环上开设有沿着轴向的至少一个轴向缝隙以及垂直于轴向的至少一个环形缝隙，轴向缝隙贯穿屏蔽环的两端。该用于磁共振成像设备的屏蔽组件以及磁共振成像设备，能够提升射频线圈的性能，有利于降低磁共振成像设备的制造成本以及运行成本。
Description
技术领域
本发明涉及医疗器械技术领域，特别是涉及一种用于磁共振成像设备的屏蔽组件以及磁共振成像设备。
背景技术
目前，磁共振成像(Magnetic Resonance Imaging，MRI)设备包含梯度线圈和射频线圈，其中，射频线圈可以指射频发射线圈，或射频接收线圈，或者射频发射线圈和射频接收线圈。
在相关技术中，为了提升磁共振成像设备的性能并改善图像质量，梯度线圈和射频线圈之间的相互干扰越小越好，减小干扰的通常做法是在两个线圈之间加无源屏蔽环，以降低或消除梯度线圈对射频线圈的干扰。然而，无源屏蔽环的引入会导致磁场强度大大衰减，为了满足磁场强度的要求只能加大射频线圈的功率，不利于降低磁共振成像设备的运行成本。
发明内容
本发明提供一种用于磁共振成像设备的屏蔽组件以及磁共振成像设备，能够提升射频线圈的性能，有利于降低磁共振成像设备的制造成本以及运行成本。
其技术方案如下：
根据本发明实施例的第一方面，提供一种用于磁共振成像设备的屏蔽组件，磁共振成像设备包括环形的射频线圈以及环绕射频线圈的梯度线圈，屏蔽组件环绕设置于射频线圈和梯度线圈之间，屏蔽组件包括：至少一个屏蔽环，每个屏蔽环上开设有沿着轴向的至少一个轴向缝隙以及垂直于轴向的至少一个环形缝隙，轴向缝隙贯穿第一屏蔽环的两端。
本公开实施例提供的技术方案可以包括以下有益效果：
该屏蔽组件应用于磁共振成像设备时，至少一个屏蔽环设置于射频线圈与梯度线圈之间，利用环形缝隙切断梯度线圈的涡流回路，减少梯度线圈在屏蔽组件上产生的涡流；再利用轴向缝隙可以改变射频线圈在对应屏蔽环的感应电流的方向，使屏蔽环上与相应的射频线圈中的电流同向，进而可以增强射频线圈内部的磁场强度，避免射频线圈内部的磁场强度的衰减。如此，本公开实施例的屏蔽组件具有良好的屏蔽效果，且能够增强射频线圈性能。
下面进一步对本公开实施例的技术方案进行说明：
在一些实施例中，屏蔽环还设置有跨接于轴向缝隙的至少一个电容。如此，通过设置电容，可以增强感应电流回路中的电流强度以及调节感应电流回路的谐振频率，进而可以进一步增强射频线圈内部的磁场强度射频线圈内部的磁场强度或射频线圈性能。
在一些实施例中，至少一个电容用于使得射频线圈与屏蔽组件产生共振。
在一些实施例中，至少一个电容的数量与至少一个环形缝隙的数量相对应。
在一些实施例中，屏蔽环为非磁性金属。
在一些实施例中，屏蔽组件包括至少两个屏蔽环。
在一些实施例中，至少两个屏蔽环中包括第一屏蔽环以及第二屏蔽环。第一屏蔽环的环形缝隙与第二屏蔽环的环形缝隙在轴向方向上错位设置。
如此，第一屏蔽环的环形缝隙与第二屏蔽环的环形缝隙在绝缘环的轴向方向错位设置，可以减小磁场在第一屏蔽环的环形缝隙处向外部的磁泄露。
在一些实施例中，第一屏蔽环的轴向缝隙与第二屏蔽环的轴向缝隙在环周向错位设置。
如此，第一屏蔽环的轴向缝隙与第二屏蔽环的轴向缝隙在绝缘环的周向方向错位设置，可以减小磁场在第一屏蔽环的轴向缝隙处向外部的磁泄露。
在一些实施例中，第一屏蔽环与第二屏蔽环在至少两个屏蔽环中相邻设置。
在一些实施例中，第一屏蔽环的轴向缝隙和第二屏蔽环的轴向缝隙之间的夹角为180°。
在一些实施例中，屏蔽组件还包括至少一个绝缘环，绝缘环环绕设置于至少两个屏蔽环中的两个相邻屏蔽环之间。
在一些实施例中，屏蔽组件还包括：端口屏蔽环，端口屏蔽环设置于至少一个屏蔽环中的第一屏蔽环的端口处。如此，利用端口屏蔽环可以增强沿着轴向的磁场均匀度以及阻拦线圈沿着轴向向外辐射的强度。
在一些实施例中，至少一个屏蔽环中的部分或全部屏蔽环的一端设置有端口屏蔽环。
在一些实施例中，端口屏蔽环与第一屏蔽环的端口固定连接，端口屏蔽环包括与第一屏蔽环的轴向缝隙连通的第一缝隙。
此时，可选地，端口屏蔽环向第二屏蔽环延伸并包围至少部分第二屏蔽环。
在另一些实施例中，端口屏蔽环与第二屏蔽环的端口固定连接，端口屏蔽环包括与第二屏蔽环的轴向缝隙连通的第二缝隙，其中第二屏蔽环环绕设置于第一屏蔽环内侧或外侧。
此时，可选地，端口屏蔽环向第一屏蔽环延伸并包围至少部分第一屏蔽环。
在一些实施例中，屏蔽环包括相对设置的第一端口和第二端口，第一端口和第二端口均设置有端口屏蔽环。
根据本发明实施例的第三方面，还提供了一种磁共振成像设备，包括主磁体、匀场线圈、梯度线圈、射频线圈以及屏蔽组件，屏蔽组件环绕设置于射频线圈和梯度线圈之间。
本发明的实施例提供的技术方案可以包括以下有益效果：
该磁共振成像设备采用了上述屏蔽组件，具有良好的屏蔽性能，且能够增强射频线圈性能，进而能够降低磁共振成像设备的制造成本以及运行成本。
下面进一步对本公开的技术方案进行说明：
在一些实施例中，射频线圈包括环形的线圈支架以及环绕线圈支架设置的多匝线圈本体，多匝线圈本体包括多个线圈组，多个线圈组中的不同线圈组的线圈本体沿着轴向间隔设置，每个线圈组中包括的多匝线圈本体在环周向层叠设置。
在一些实施例中，线圈本体为八匝，有三匝线圈本体依次层叠设置于线圈支架的一端，另有三匝线圈本体依次层叠设置于线圈支架的另一端，其余两匝线圈本体依次设置于两组三匝线圈本体之间。
在一些实施例中，线圈支架的长度为280mm，且线圈支架的外半径为150mm；两组三匝线圈本体之间的间距为200mm，一匝线圈本体靠近三匝线圈本体设置，与另一匝线圈本体的间距为60mm。
在一些实施例中，第一屏蔽环的外径为165mm，第二第一屏蔽环的外径为166mm。
应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本发明。
附图说明
附图说明构成本发明的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例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为本公开实施例提供的磁共振成像设备示例的结构示意图。
图2为本公开一些实施例提供的屏蔽组件的结构示意图。
图3为本公开一些实施例中提供的射频线圈与屏蔽组件的结构示意图。
图4为图1所示的A区域的一个示例的放大示意图。
图5为图3所示的B区域的放大示意图。
图6为没有任何屏蔽结构、单层屏蔽结构以及具有双层屏蔽结构情况下的磁场强度在Y轴方向上的变化曲线示意图。
图7为没有任何屏蔽结构、单层屏蔽结构以及具有双层屏蔽结构情况下的磁场强度在Z轴方向上的变化曲线示意图。
图8为本公开实施例提供的磁共振成像设备示例的磁场强度在XOZ平面内的分布图。
图9为本公开一些实施例提供的屏蔽组件沿着轴向的剖面展开示意图。
图10为本公开另一些实施例中提供的屏蔽组件沿着轴向的剖面展开示意图。
图11为有端口屏蔽环和无端口屏蔽环情况下的磁场强度在Y轴方向上的变化曲线示意图。
图12为有端口屏蔽环和无端口屏蔽环情况下的磁场强度在Z轴方向上的变化曲线示意图。
图13为没有任何屏蔽结构以及具有单层屏蔽结构情况下，Y轴方向上的磁场强度随不同电容值的变化曲线示意图。
附图标记说明：
10、磁共振成像设备；11、主磁体；12、匀场线圈；13、梯度线圈；100、屏蔽组件；110、屏蔽环；111、环形缝隙；112、轴向缝隙；113、第一屏蔽环；114、第二屏蔽环；101、第一端口；102、第二端口；120、绝缘环；130、端口屏蔽环；131、第一缝隙；132、第二缝隙；140、电容；200、射频线圈；210、射频接收线圈；220、射频发射线圈；221、线圈支架；222、线圈本体。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及具体实施方式，对本发明进行进一步的详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用以解释本发明，并不限定本发明的保护范围。
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发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于限制本发明。
目前，磁共振成像设备包含如下主要硬件部分：用于产生主磁场的主磁体；进一步改进主磁场均匀性的匀场线圈；用于实现被测样本在三维空间中不同位置、位相和频率进行采样并最终构成梯度空间数据的梯度线圈；以及一种能发射能量的射频发射线圈和检测信号的射频接收线圈。而射频发射线圈和射频接收线圈可以是相互独立的，也可以是共用的，统称为磁共振射频线圈。
在相关技术中，为了提升磁共振成像设备的性能并改善图像质量，梯度线圈和磁共振射频线圈之间的相互干扰或影响越小越好，减小干扰的通常做法是在两个线圈之间加第一屏蔽环，以消除梯度线圈在第一屏蔽环上产生的涡流。但这会导致磁场强度大大衰减，为了满足磁场强度只能加大磁共振射频线圈的功率，不利于降低磁共振成像设备的制造成本以及运行成本。
基于此，本申请提供一种用于磁共振成像设备的屏蔽组件以及磁共振成像设备。该屏蔽组件具有良好的屏蔽效果，且能够增强射频线圈性能。
图1为本公开实施例中提供的磁共振成像设备示例的结构示意图。如图1所示的例子中，磁共振成像设备10，包括用于产生沿着垂直方向的主磁场(B0场)的主磁体11、用于改进主磁场均匀性的匀场线圈12、用于对被测样本进行采样的梯度线圈13、用于发射能量和检测信号的射频线圈200以及屏蔽组件100，射频线圈200呈环形，梯度线圈13环绕射频线圈200设置，屏蔽组件100环绕设置于射频线圈200和梯度线圈13之间，匀场线圈12设置于梯度线圈13的外周侧，主磁体11设置于匀场线圈12的外周侧。其中，在一个例子中，主磁体11可以用于产生竖直(如Y方向)方向或水平(如X方向)的主磁场，射频线圈为改进的麦克斯韦线圈，用于产生沿着线圈轴向(如Z方向)的B1磁场，但本公开实施例不限于此。
其中，如图2至图4所示，屏蔽组件100，包括至少一个屏蔽环110，每个屏蔽环110上开设有沿着轴向的至少一个轴向缝隙112以及垂直于轴向的至少一个环形缝隙111，轴向缝隙112贯穿第一屏蔽环113的两端。
屏蔽环110上开设的环形缝隙的数量可以为一个或多个，开设的轴向缝隙的数量也可以为一个或多个。在一个例子中，屏蔽环110上开设的环形缝隙的数量为一个或多个，而开设的轴向缝隙的数量为一个，但本公开实施例不限于此。
在一些实施例中，屏蔽环110的材质为非磁性金属，包括铜、铝、镁、锌、等。
该屏蔽组件应用于磁共振成像设备10时，至少一个屏蔽环110设置于射频线圈200与梯度线圈13之间，利用环形缝隙111切断梯度线圈13的涡流回路，减少梯度线圈13在屏蔽组件100上产生的涡流。再利用轴向缝隙112可以改变射频线圈200在对应屏蔽环110的感应电流的方向，使屏蔽环110上与相应的射频线圈200中的电流同向，进而可以增强射频线圈200内部的磁场强度，避免射频线圈200内部的磁场强度的衰减。如此，屏蔽组件100具有良好的屏蔽效果，且能够增强射频线圈200的性能。
进一步地，集成有屏蔽组件100的磁共振成像设备10无需增加射频线圈200的发射功率来提高射频线圈200的效率，能够降低磁共振成像设备10的制造成本以及运行成本。
在一些实施例中，射频线圈200包括射频接收线圈210以及射频发射线圈220，射频发射线圈220设置于屏蔽组件100内，射频接收线圈210设置被测样本上。
另一些实施例中，射频线圈200具有发射以及接收双重功能，使得被测样本无需佩戴射频接收线圈210。
在本公开实施例中，射频发射线圈220包括但不限于亥姆霍兹、优化的麦克斯韦以及螺线管等类型的射频发射线圈220。
在本公开实施例中，“环形缝隙111”包括但不仅限于圆形、椭圆形、波浪环形等等。也可以结合射频线圈200以及梯度线圈13的形状进行设置。
在本公开实施例中，“轴向缝隙112”包括但不仅限于直条形、曲线形、弧形、阶梯形等等。其中，直条状的轴向缝隙112可以降低研发设计成本，方便加工制造，进而可以降低射频模块的成本，有利于降低磁共振成像设备10的制造成本。
在本公开实施例中，至少一个屏蔽环110包括1个、2个或3个以上，具体可以根据实际需要进行设置。为了便于理解，本文以两个屏蔽环110为例进行描述，但本公开实施例不限于此。
在一些实施例中，屏蔽组件100包括至少两个屏蔽环110，该至少两个屏蔽环110可以依次环绕设置，可以提高屏蔽效果。其中，该至少两个屏蔽环上开设的缝隙可以位置对应，或者位置不对应，本公开实施例对此不做限定。图2和图3示出了本公开一些实施例提供的屏蔽组件的结构示意图。其中，以屏蔽组件包括两个屏蔽环为例进行描述，但本公开实施例不限于此。
如图2和图3所示，屏蔽第一屏蔽环113以及第二屏蔽环114，其中，第一屏蔽环113设置于第二屏蔽环114的内侧，更靠近射频线圈200，但本公开实施例对第一屏蔽环113和第二屏蔽环114的位置不做限定。
图5为图3所示的B区域的一个示例的放大示意图，用于放大示意射频线圈的局部结构。如图5所示，射频线圈200包括环形的线圈支架221以及环绕线圈支架221设置的多匝线圈本体222，多匝线圈本体222包括多个线圈组，多个线圈组中的不同线圈组的线圈本体222沿着轴向间隔设置，每个线圈组中包括的多匝线圈本体222在环周向层叠设置。如此，可以提升射频线圈200内部的磁场强度，进而提升射频线圈200的性能。
如图5所示的例子中，射频线圈具有8匝，为了在圆柱体中心的视场(FOV，Field ofView)内得到较均匀的磁场分布，8匝绕线的位置被优化成沿着柱体轴向为3匝、1匝、1匝、3匝的分布形式。
三匝线圈本体222依次层叠设置于线圈支架221的一端，另有三匝线圈本体222依次层叠设置于线圈支架221的另一端，其余两匝线圈本体222依次设置于两组三匝线圈本体222之间。其中，两个1匝绕线之间的距离为60mm,两组3匝绕线之间的距离为240mm。
线圈支架的长度为280mm，且线圈支架的外半径为150mm，第一屏蔽环的外径为165mm，第二屏蔽环的外径为166mm。
本领域技术人员可以理解，图1至图5的例子仅用于举例说明，本公开实施例还可以适用于其它结构，本公开实施例对此不做限定。
如图4所示，一些实施例中，屏蔽组件100还包括至少一个绝缘环120，绝缘环120环绕设置于至少两个屏蔽环110中的两个相邻屏蔽环110之间。利用绝缘环120来隔绝相邻的两个屏蔽环110，使得屏蔽效果互不干扰，从而进一步提高屏蔽效果。图4为图1所示A区域的一个示例的放大示意图，屏蔽组件100包括两个屏蔽环110以及位于两个屏蔽环之间的绝缘环120，但本公开实施例不限于此。
一些实施例中，相邻两个屏蔽环110之间也可以间隔设置，利用空气进行绝缘。
在一些实施例中，第一屏蔽环113的环形缝隙111与第二屏蔽环114的环形缝隙111在轴向方向上错位设置。这样，第一屏蔽环113的环形缝隙111正对着第二屏蔽环114的本体，第二屏蔽环114的环形缝隙111正对着第一屏蔽环113的本体，可以减小磁场在第一屏蔽环113的轴向缝隙112处向外部的磁泄露，从而进一步提高磁场强度。
在另一些实施例中，第一屏蔽环113的轴向缝隙112与第二屏蔽环114的轴向缝隙112在环周向错位设置。如此，第一屏蔽环113的轴向缝隙112正对着第二屏蔽环114的本体，第二屏蔽环114的轴向缝隙112正对着第一屏蔽环113的本体，可以减小磁场在第二屏蔽环114的轴向缝隙112处向外部的磁泄露，从而进一步提高磁场强度。
在一些实施例中，第一屏蔽环113的环形缝隙111与第二屏蔽环114的环形缝隙111在轴向方向上错位设置，且第一屏蔽环113的轴向缝隙112与第二屏蔽环114的轴向缝隙112在环周向错位设置，从而进一步提高磁场强度，但本公开实施例不限于此。
在一些实施例中，第一屏蔽环113与第二屏蔽环114之间间隔一个或多个屏蔽环，其中，第一屏蔽环113或第二屏蔽环114与其相邻的至少一个屏蔽环上设置的缝隙位置对应，而第一屏蔽环113与第二屏蔽环114上的缝隙错位设置。
在一些实施例中，第一屏蔽环113与第二屏蔽环114在至少两个屏蔽环110中相邻设置。例如，在至少两个屏蔽环中，每两个相邻屏蔽环上的缝隙错位设置。如此，可以提高第二屏蔽环114对第一屏蔽环113的屏蔽效果，使得屏蔽组件100更加紧凑，有利于磁共振成像设备10小型化发展。
在本公开实施例中，两个对应缝隙之间的角度的差值越大，屏蔽效果越好。如图3以及图9所示的例子中，第一屏蔽环113的轴向缝隙112和第二屏蔽环114的轴向缝隙112之间的夹角为180°。即第一屏蔽环113的轴向缝隙112与第二屏蔽环114的轴向缝隙112分别设置在环周相对的两侧，如此，利用第二屏蔽环114来屏蔽第一屏蔽环113，可以较大限度地减小磁场在第一屏蔽环113的轴向缝隙112处向外部的磁泄露，进一步增强射频线圈200内部的磁场强度，避免射频线圈200内部的磁场强度的衰减，有利于进一步提升射频线圈200的性能。
图6分别示出了没有任何屏蔽结构、单层屏蔽结构(即一个屏蔽环)以及双层屏蔽结构(即两个屏蔽环)情况下的射频线圈的磁场强度在Y轴方向上的变化曲线。图7分别示出了没有任何屏蔽结构、单层屏蔽结构以及双层屏蔽结构情况下的射频线圈的磁场强度在Z轴方向上的变化曲线。从图6或图7中可以看出，和没有屏蔽结构的情况相比，FOV区域内的磁场强度在单层屏蔽结构和双层屏蔽结构的情况下都有所增强，而磁场强度在双层屏蔽结构的情况下的增幅更为明显。比如，在FOV的中心点，和单层屏蔽结构的磁场强度相比，双层屏蔽结构中的每一层都具有和射频线圈同向的电流回路，导致和单层屏蔽结构相比，双层屏蔽组件有双倍增强的效果。图8示出了双层屏蔽结构情况下磁场在XOZ平面内的分布示意图，如图8所示，双层屏蔽结构外部的磁场强度明显小于其内部的磁场强度，说明本公开实施例提供的双层屏蔽结构在具有增强磁场强度的同时还具有屏蔽的效果。
在一些实施例中，屏蔽环110包括沿着轴向相对设置的第一端口101以及第二端口102。如图2和图3所示，屏蔽组件100还包括：设置在屏蔽环110的端口处的端口屏蔽环130，其中，端口屏蔽环130可以设置在屏蔽环110的一个端口处，例如第一端口101或第二端口102，在一些实施例中，也可以在屏蔽环的两端口处均设置端口屏蔽环130。
作为一个例子，端口屏蔽环130设置于至少一个屏蔽环110中的第一屏蔽环110的一端。如此，利用端口屏蔽环130可以增强屏蔽环110端口处的屏蔽效果，能够增强沿着轴向的磁场均匀度以及阻拦线圈沿着轴向向外辐射的强度，能够进一步提升射频线圈200的性能。
在一些实施例中，此外，当屏蔽环110至少有两个时，屏蔽组件100包括的每个屏蔽环110的端口处设置有端口屏蔽环130。在另一些实施例中，屏蔽组件100中的部分屏蔽环110的端口处设置有端口屏蔽环，而另一部分屏蔽环110的端口处不设置端口屏蔽环，本公开实施例对此不做限定。在另一些实施例中，绝缘环120的端口处设置有端口屏蔽环，并向与其相邻的屏蔽环的方向延伸，以包围该屏蔽环，从而增强该屏蔽环处的屏蔽效果。
端口屏蔽环可以与屏蔽环一体设置，或者与屏蔽组件中的其它部件固定连接，例如利用焊接或其它方式固定连接，例如与绝缘环120固定连接，或与屏蔽环110固定连接。
结合前述实施例，可选地，端口屏蔽环130与绝缘环120、第一屏蔽环113和第二屏蔽环114中的至少一者固定连接，以屏蔽第一屏蔽环的端口处和/或第二屏蔽环的一端，提升射频线圈200的性能。
结合图2所示，在一些实施例中，端口屏蔽环130与第一屏蔽环113的一端固定连接，端口屏蔽环130包括第一屏蔽环113的轴向缝隙112连通的第一缝隙131。如此，通过将端口屏蔽环130固定在第一屏蔽环113上，并通过设置第一缝隙131与第一屏蔽环113的轴向缝隙112连通，确保端口屏蔽环130不会影响第一屏蔽环113的轴向缝隙112的作用，同时能够增强沿着轴向的磁场均匀度以及阻拦线圈沿着轴向向外辐射的强度，进而能够进一步提升射频线圈200的性能。
进一步地，在一些实施例中，端口屏蔽环130可以向内延伸，且可选地包围第一屏蔽环环绕的第三屏蔽环的至少一部分。在一个例子中，端口屏蔽环的内径可以等于或大于射频线圈的外径，本公开实施例不限于此。
进一步地，在一些实施例中，端口屏蔽环130向第二屏蔽环114的方向延伸并包围至少部分第二屏蔽环114。如此，端口屏蔽环130可以同时对第二屏蔽环114的端口处进行屏蔽。
如图3以及图9所示，一些实施例中，端口屏蔽环130与第二屏蔽环114固定连接，且端口屏蔽环130设有与第二屏蔽环114的轴向缝隙连通的第二缝隙132，端口屏蔽环130向第一屏蔽环113延伸并包围至少部分第一屏蔽环113。如此，端口屏蔽环130牢靠地固定在第二屏蔽环114上，并可以同时对第一屏蔽环113的端口处进行屏蔽。
如图10所示，一些实施例中，端口屏蔽环130与第二屏蔽环114固定连接，且端口屏蔽环130设有与第二屏蔽环114的轴向缝隙连通的第二缝隙132，而且，端口屏蔽环130与第一屏蔽环113固定连接，且端口屏蔽环130包括第一屏蔽环113的轴向缝隙112连通的第一缝隙131。如此，端口屏蔽环130分别与第一屏蔽环113以及第二屏蔽环114固定连接，可以将端口屏蔽环130牢靠地固定在第一屏蔽环113以及第二屏蔽环114上，并可以同时提升第一屏蔽环113以及第二屏蔽环114的端口处进行屏蔽。此外，通过设置第一缝隙131，并与第一屏蔽环113的轴向缝隙112连通，确保端口屏蔽环130不会影响第一屏蔽环113的轴向缝隙112的作用；通过设置第一缝隙132，并与第二屏蔽环114的轴向缝隙112连通，确保端口屏蔽环130不会影响第二屏蔽环114的轴向缝隙112的作用，能够进一步提升射频线圈200的性能。
在一些实施例中，屏蔽环110的第一端口101和第二端口102均设置有端口屏蔽环130。如此，利用两个端口屏蔽环130分别对屏蔽环110的两端进行屏蔽，能够进一步提升射频线圈200的性能。
图11分别示出了有端口屏蔽环和无端口屏蔽环情况下的射频线圈的磁场强度在Y轴方向上的变化曲线。图12分别示出了有端口屏蔽环和无端口屏蔽环情况下的射频线圈的磁场强度在Z轴方向上的变化曲线。从图11和图12可以看出，与未设置端口屏蔽环相比，有端口屏蔽环时的磁场强度有所下降，但是在FOV区域内的磁场均匀度有明显的改善，特别是磁场强度在Z轴方向上的均匀度改善更为明显。这是因为在端口屏蔽环中有较强的感应电流回路，该电流回路等效于在处于两端的3匝线圈附近增加了电流强度，进而改进了沿着轴向的射频电磁场的均匀度。
在一些实施例中，在端口屏蔽环的基础上，还可以通过结合调整射频线圈的匝数和位置来调整磁场在FOV区域内的均匀度。在另一些实施例中，也可以不设置端口屏蔽环，而通过调整射频线圈的匝数和位置来调整磁场在FOV区域内的均匀度。
如图9及图10所示，在一些实施例中，屏蔽环110还设置有跨接于轴向缝隙112的至少一个电容140。如此，电容140的两端分别与屏蔽环113上被述轴向缝隙112分割而成的两部分电连接，可以进一步增强感应电流回路中的电流强度以及调节感应电流回路的谐振频率，进而可以进一步增强射频线圈200内部的磁场强度及射频线圈200的性能。
在一些实施例中，可以在屏蔽组件的每个屏蔽环上设置一个或多个电容，在一些实施例中，也可以在屏蔽组件的部分屏蔽环上设置一个或多个电容，本公开实施例对此不做限定。
在一些实施例中，该至少一个电容140用于使得射频线圈200与屏蔽组件100产生共振。可以通过调节电容140的数量、位置和电容值的一项或多项，达到共振效果。如此，该电容140可以使得感应电流形成更好的回路并进而增强感应电流的强度，而被增强的感应电流将对射频线圈200产生磁场具有增强的作用。
一些实施例中，该至少一个电容140的数量与至少一个环形缝隙111的数量相对应。例如，至少一个环形缝隙将屏蔽环切分成N个区域，则电容的数量可以为N，以使得被环形缝隙111切分的屏蔽环的每个区域在轴向缝隙的两侧都通过电容连接。再例如，至少电容的数量可以小于N，以使得被环形缝隙111切分的屏蔽环的部分区域在轴向缝隙的两侧通过电容连接，本公开实施例不限于此。如此，当第一屏蔽环113被环形缝隙111分割成圈时，利用电容140将圈被轴向缝隙112切分的两部分电连接起来，以利用环形缝隙111切断梯度线圈13的涡流回路的同时，还可以增强的感应电流，确保本公开实施例的屏蔽组件100具有良好的屏蔽效果，且能够增强射频线圈200的性能。
图13分别示出了在没有任何屏蔽结构以及单层屏蔽结构(即一个屏蔽环)的情况下，Y轴方向上的磁场强度随不同电容值的变化曲线示意图。从图9中可以看出，和没有任何屏蔽结构相比，由于轴向缝隙的存在使得射频线圈在屏蔽环上的感应电流和射频线圈的电流同向，而电容的设置进一步增加了感应电流的强度，因此，只要在单层屏蔽结构的轴向缝隙处施加了电容，那么射频线圈的磁场强度均有所增强。
在本公开实施例中，可以利用射频线圈的磁场强度变化曲线来进行电容的设置。例如，在图9中所示的例子中，射频线圈的磁场强度随电容值的不同有非常明显的变化，而且在电容值为某个特定值时，如图9所示例子中的5C0，感应电流回路产生的谐振频率和射频线圈的工作频率相同或非常临近而形成“共振”，使得磁场强度达到最大幅值。因此，在一些实施例中，可以将使得射频线圈的磁场强度达到最大值的电容值设置为电容的值。
在另一些实施例中，还可以进一步考虑FOV区域内磁场的均匀度或者其它因素来确定电容的值。例如，在图9所示的例子中，电容值为5C0时达到最大值，但是在FOV(Fieldof View，视场)区域内磁场的均匀度变差，因此可以综合考虑FOV区域内磁场的均匀度和射频线圈的工作频率等因素来选择合适的电容值。例如，将电容值设置在1C0-3C0之间，此时，和没有任何屏蔽的情况相比，磁场强度已经有了18％-87％的增强。为了便于理解，下面的例子中以电容值为1.5C0作为示例进行讨论。
在本公开实施例的描述中，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”等仅用于描述目的，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”等的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本公开实施例的描述中，“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”、“设置于”、“固设于”或“安设于”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。进一步地，当一个元件被认为是“固定连接”另一个元件，二者可以是可拆卸连接方式的固定，也可以不可拆卸连接的固定，如套接、卡接、一体成型固定、焊接等，在传统技术中可以实现，在此不再累赘。
以上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。
Claims (14)
1.一种用于磁共振成像设备的屏蔽组件，其特征在于，所述磁共振成像设备包括环形的射频线圈以及环绕所述射频线圈的梯度线圈，所述屏蔽组件环绕设置于所述射频线圈和所述梯度线圈之间，所述屏蔽组件包括：
至少一个屏蔽环，每个所述屏蔽环上开设有沿着轴向的至少一个轴向缝隙以及垂直于轴向的至少一个环形缝隙，所述轴向缝隙贯穿所述屏蔽环的两端。
2.根据权利要求1所述的屏蔽组件，其特征在于，所述屏蔽环还设置有跨接于所述轴向缝隙的至少一个电容。
3.根据权利要求2所述的屏蔽组件，其特征在于，所述至少一个电容用于使得所述射频线圈与所述屏蔽组件产生共振；
和/或，所述至少一个电容的数量与所述至少一个环形缝隙的数量相对应。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的屏蔽组件，其特征在于，所述屏蔽环为非磁性金属。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的屏蔽组件，其特征在于，所述屏蔽组件包括至少两个屏蔽环，所述至少两个屏蔽环中包括第一屏蔽环以及第二屏蔽环；
其中，所述第一屏蔽环的环形缝隙与所述第二屏蔽环的环形缝隙在所述轴向方向上错位设置；
和/或，所述第一屏蔽环的轴向缝隙与所述第二屏蔽环的轴向缝隙在环周向错位设置。
6.根据权利要求5所述的屏蔽组件，其特征在于，所述第一屏蔽环与所述第二屏蔽环在所述至少两个屏蔽环中相邻设置。
7.根据权利要求5或6中任一项所述的屏蔽组件，其特征在于，所述第一屏蔽环的轴向缝隙和所述第二屏蔽环的轴向缝隙之间的夹角为180°。
8.根据权利要求5至7中任一项所述的屏蔽组件，其特征在于，所述屏蔽组件还包括至少一个绝缘环，所述绝缘环环绕设置于所述至少两个屏蔽环中的两个相邻屏蔽环之间。
9.根据权利要求1至8中任一项所述的屏蔽组件，其特征在于，所述屏蔽组件还包括：端口屏蔽环，所述端口屏蔽环设置于所述至少一个屏蔽环中的第一屏蔽环的端口处。
10.根据权利要求9所述的屏蔽组件，其特征在于，所述端口屏蔽环与所述第一屏蔽环的端口固定连接，所述端口屏蔽环包括与所述第一屏蔽环的轴向缝隙连通的第一缝隙。
11.根据权利要求9或10所述的屏蔽组件，其特征在于，所述屏蔽组件包括所述第一屏蔽环和第二屏蔽环，其中，所述端口屏蔽环向所述第二屏蔽环延伸并包围至少部分所述第二屏蔽环。
12.根据权利要求9至11任一项所述的屏蔽组件，其特征在于，所述第一屏蔽环包括相对设置的第一端口和第二端口，所述第一端口和所述第二端口均设置有所述端口屏蔽环。
13.一种磁共振成像设备，其特征在于，包括：
主磁体、匀场线圈、梯度线圈、射频线圈以及权利要求1至11中任一项所述的屏蔽组件，所述屏蔽组件环绕设置于所述射频线圈和所述梯度线圈之间。
14.根据权利要求13所述的磁共振成像设备，其特征在于，所述射频线圈包括环形的线圈支架以及环绕所述线圈支架设置的多匝线圈本体，所述多匝线圈本体包括多个线圈组，所述多个线圈组中的不同线圈组的线圈本体沿着轴向间隔设置，每个线圈组中包括的多匝线圈本体在环周向层叠设置。
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE102022208982A1 (de) | 2022-08-30 | 2024-02-29 | Siemens Healthcare Gmbh | Magneteinheit zur Verwendung in einem Magnetresonanzgerät in Kombination mit einer Gradientenspuleneinheit frei von aktiver Schirmung |
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2022
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