CN117043619A - 电导体之间带有t形连接器的射频线圈和射频屏蔽件 - Google Patents

电导体之间带有t形连接器的射频线圈和射频屏蔽件 Download PDF

Info

Publication number
CN117043619A
CN117043619A CN202280018629.1A CN202280018629A CN117043619A CN 117043619 A CN117043619 A CN 117043619A CN 202280018629 A CN202280018629 A CN 202280018629A CN 117043619 A CN117043619 A CN 117043619A
Authority
CN
China
Prior art keywords
coil
circumferential
axial
rungs
rings
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN202280018629.1A
Other languages
English (en)
Inventor
W·C·M·尼曼
E·霍莱
A·杜博克
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Koninklijke Philips NV
Original Assignee
Koninklijke Philips NV
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Koninklijke Philips NV filed Critical Koninklijke Philips NV
Priority claimed from PCT/EP2022/054757 external-priority patent/WO2022184564A1/en
Publication of CN117043619A publication Critical patent/CN117043619A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01RMEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R33/00Arrangements or instruments for measuring magnetic variables
    • G01R33/20Arrangements or instruments for measuring magnetic variables involving magnetic resonance
    • G01R33/28Details of apparatus provided for in groups G01R33/44 - G01R33/64
    • G01R33/32Excitation or detection systems, e.g. using radio frequency signals
    • G01R33/34Constructional details, e.g. resonators, specially adapted to MR
    • G01R33/34007Manufacture of RF coils, e.g. using printed circuit board technology; additional hardware for providing mechanical support to the RF coil assembly or to part thereof, e.g. a support for moving the coil assembly relative to the remainder of the MR system
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01RMEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R33/00Arrangements or instruments for measuring magnetic variables
    • G01R33/20Arrangements or instruments for measuring magnetic variables involving magnetic resonance
    • G01R33/28Details of apparatus provided for in groups G01R33/44 - G01R33/64
    • G01R33/32Excitation or detection systems, e.g. using radio frequency signals
    • G01R33/34Constructional details, e.g. resonators, specially adapted to MR
    • G01R33/34046Volume type coils, e.g. bird-cage coils; Quadrature bird-cage coils; Circularly polarised coils
    • G01R33/34076Birdcage coils
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01RMEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R33/00Arrangements or instruments for measuring magnetic variables
    • G01R33/20Arrangements or instruments for measuring magnetic variables involving magnetic resonance
    • G01R33/28Details of apparatus provided for in groups G01R33/44 - G01R33/64
    • G01R33/42Screening
    • G01R33/421Screening of main or gradient magnetic field
    • G01R33/4215Screening of main or gradient magnetic field of the gradient magnetic field, e.g. using passive or active shielding of the gradient magnetic field

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Epidemiology (AREA)
  • Magnetic Resonance Imaging Apparatus (AREA)

Abstract

一种射频(RF)线圈,包括由电导体形成的布局,该电导体包括多个轴向横档11和多个周向环(12),其中至少一个横档11通过T型连接器与至少一个环联接。该T型连接器包括位于环(12)和横档(11)之间的分布式电容耦合部。

Description

电导体之间带有T形连接器的射频线圈和射频屏蔽件
技术领域
本发明涉及一种射频(RF)线圈,其包括由电导体形成的布局,该电导体包括通过T型连接器联接的多个轴向横档和多个周向环。
背景技术
这种RF线圈在美国专利申请US2009/0219026中已知。
这种已知的RF线圈是一种鸟笼式多通道发射/接收RF线圈,且具有一组形成圆柱形状的线圈单元,该圆柱形状具有周边和相对的两端。这些线圈单元沿圆柱形状的周向方向在圆柱形状的相应的相反两端处依次连接。每个线圈单元包括至少一个电容器。选择每个线圈单元中的电容器的电容值,主要是用于在期望频率下实现初级模式线圈RF共振。电容器在圆柱形状的一个端面的边缘处被相应地连接在线圈单元中。
发明内容
本发明的目的是提供一种RF线圈,尤其是用于磁共振检查系统,其具有改进的电磁特性。
该目的由权利要求1中限定的RF线圈来实现。本发明的洞见在于,在环和横档彼此相接的位置在T形连接器中的分布式电容耦合部形成并联电路电容阵列。这样实现了阻抗相近的多个独立电流路径,这分散了电流以减少邻近效应,降低局部RF加热,并抑制磁共振检查系统中由于梯度切换而导致的涡流产生。分布式电容耦合部的配置还使较大的阻抗转换主要集中在径向上以及电容器板之间,使得散入磁共振检查系统的检查区域(即朝向待检查的患者)中的电场被减小。此外,本发明的RF线圈制造更简单、成本更低,尤其是因为无需安装大量的集总电容器(lumped capacitor)。本发明实现了电磁特性的改善,尤其是RF线圈具有改善的梯度场解耦和RF性能。本发明可用于磁共振检查系统,该系统包括用于在检查区域内产生RF场的RF发射天线和用于产生梯度磁场脉冲的梯度系统。RF场和梯度磁场操纵核自旋,从而产生磁共振信号,这些磁共振信号被以具体的对比度和空间分辨率进行编码。当在磁共振检查系统中使用时,本发明提供了具有低梯度耦合的T形部分,尤其是用于层压式RF线圈。
需注意的是,在本申请的框架内,术语T形状包括任何几何布置结构,其中电导体从不同方向相接,这些方向通常成直角,但也可采用其他的横向取向。因此,T形状可以是直的或斜的,且可以是或可以不是导体形成的更复杂的几何组合的一部分,例如呈可被视为几个(两个)严格的T形状的组合的+符号或X符号的形状。
本发明的洞见在于,为了在不使用分立的电容元件的情况下实现更好的电容耦合,应增加导电重叠,而另一方面,较大的重叠的导电区域增加了对涡流的敏感性。根据本发明,环和横档两者的结构化的独立电隔离导体的重叠区域既实现了改善的电容耦合,又降低了涡流易感性,从而减少了热量的产生。
本发明可被应用于用来接收(RF)磁共振信号的RF接收线圈、产生RF(B1+)场的RF发射线圈以及可在发射模式和接收模式下操作的RF发射/接收线圈中。
本发明的这些方面和其他方面将参照从属权利要求中限定的实施例进一步阐述。
在本发明的RF线圈的一个优选实施例中,横档和环具有相应的成组的在轴向和周向上重叠的轴向和周向导电节段,这些导电节段形成T形导体,并且相互之间电绝缘,且分布式电容耦合部由成组的导电节段的重叠区域形成。轴向导电节段和周向导电节段在径向上被分隔开,例如通过位于它们之间的一层电介质材料。在本实施例中,形成并联电路电容器阵列的T型连接器中的分布式电容耦合部是通过重叠的导电节段以简单的方式实现的,这些导电节段例如被电介质层分隔开。轴向方向沿着RF线圈的纵向轴线。周向方向是周向地围绕该纵向轴线。纵向方向和周向方向与构成RF线圈体积谐振器的RF线圈的圆柱形几何形状相对应。
在另一示例中,轴向组和周向组可包括分别被定向在周向方向和轴向方向上的细长电导体。这种布置结构具有良好的射频特性,同时抑制涡流,例如由于梯度切换导致的涡流。
在另一示例中,T型连接器具有印刷电路板基板,且轴向和周向导电节段被设置在印刷电路板基板的相反表面上。利用控制良好的PCB技术,实现了本发明的RF线圈的简单、准确且成本低廉的制造。
在另一示例中,轴向和周向导电节段是成组的被定向在周向方向和轴向方向上的相应的被切缝的(slitted)扁平细长导体条带。这些被切缝的条带有效地抑制涡流的产生。实现了既抑制涡流又避免RF场模式的干扰的良好结果,例如,使用最小线性尺寸不超过20mm的节段和间距不超过1mm的节段实现了最佳结果。然而,适当的技术效果并不限于这个实际示例。
成组的轴向和周向导电节段可分别与环和横档成为一体,从而形成连接环和横档的T型连接器。这允许实现本发明的RF线圈的容易且准确的构建。
在实际实施中,本发明的RF线圈包括多个(例如两个、三个或更多个)轴向分隔开的周向环,这些周向环被定向成与线圈的纵向轴线垂直,并通过沿轴向延伸的六个、十二个或更多个横档联接。单对的环和横档通过T形连接器联接,该T形连接器包括位于环和横档之间的分布式电容耦合部。
本发明还涉及一种用于环绕RF线圈的射频(RF)屏。在权利要求8中限定了本发明的RF屏。本发明的RF屏基于成组的重叠的轴向和周向导电节段(这些导电节段形成T形导体且相互之间电绝缘)以及由成组的导电节段的重叠区域形成的分布式电容耦合部。RF屏蔽抵消RF场,以向RF线圈的外部(径向地)延伸。分布式电容耦合部的阻抗被调整为使RF屏对梯度磁场脉冲基本保持透明。因此,本发明的RF屏可以在磁共振检查系统中被径向地定位在梯度线圈和RF线圈之间,使得RF线圈可被定位成相对靠近检查区域。这样,RF线圈能在发射模式和接收模式下有效运行。RF屏可以与本发明的RF线圈结合使用,或与常规的RF线圈结合使用。
本发明的这些方面和其他方面将参照下文所述的实施例和附图加以说明,其中:
附图说明
图1示出了磁共振成像系统的示意图,该示意图示出了梯度线圈和体线圈的位置;
图2示出本发明的四横档鸟笼式体线圈上的T形部分;
图3示出了带有集总电容器(lumped capacitors)的现有技术的单个T形部分的俯视图。
图4示出了带有分层电容器(layered capacitor)的单个T形部分的俯视图。电介质的另一侧上的铜被绘制成白色图案。请注意T型部分的中心处的大片连续的铜区域;
图5示出了T型部分的新颖实施方式的俯视图。电介质的另一侧上的铜被绘制成白色。请注意一个部分的与另一个完全重叠的延伸部,以及沿着导电部分一直延伸的缝隙;
图6示出了本发明的RF屏的内侧的PCB布局;
图7示出了本发明的RF屏的外侧的PCB布局;
图8示出了本发明的RF屏的PCB叠构;
图9是理想的RF屏的冠状磁场的图形化表示;
图10是本发明的RF屏的冠状磁场的图形化表示;
图11是理想的RF屏的冠状电场的图形化表示;
图12是本发明的RF屏的冠状电场的图形化表示;以及
图13表示常规的RF屏(顶部)和本发明的RF屏由于梯度引发的涡流导致的吸收功率密度[kW/m3]的流计算结果。请注意吸收功率的显著降低,特别是对于X梯度。
具体实施方式
图1示出了MRI系统1的示意图,该示意图示出了梯度线圈20和RF体线圈10的位置。
该示例中的MRI扫描仪由三个圆柱形的同心子系统组成:静态磁体、梯度线圈20和正交体线圈10,它们围绕着患者孔(图1)。梯度线圈在静态磁场中产生梯度,被用于图像信号定位中,该梯度线圈以在kHz范围内的频率产生脉冲。在梯度线圈和患者孔之间设置有正交体线圈,该正交体线圈发射和接收被用于图像获取的在MHz范围内的RF场脉冲。
典型的体线圈设计是鸟笼结构,它由多个导电杆(也被称为横档11)组成,这些导电杆沿着患者孔的中心轴线,在两端通过两个大的环12彼此连接。为了使鸟笼式线圈共振并以最佳频率向患者输送RF场,通常电容器分开环12、横档11或两者的各部分。体线圈的现代实施方式通常将导电的环和横档11印制在大型PCB上。该PCB折叠成圆柱形状,并在边缘处连接以形成鸟笼结构。
鸟笼式线圈中使用的电容器类型通常是钎焊在体线圈上的分立的电子部件,但最近的设计将电容器功能集成到了更大的多层PCB布局中。集成电容器的优点是无需钎焊,且在制造和可靠性方面也有相关联的益处,但代价是电容的大小和范围。
图2示出了本发明的四横档11鸟笼式体线圈上的T形部分13。鸟笼式构造包括由多个(例如在附图中所示的四个)轴向延伸的横档11连接的轴向分隔开的环12。每个横档11通过T形部分13与相应的环12相接。
图3示出了带有集总电容器16的现有技术的单个T形部分13的俯视图。在中心区域处设有大片连续的铜区域17。
图4示出了本发明的带有分层电容器14的单个T形部分13的示例的俯视图。电介质的另一侧上的铜被绘制成阴影图案151。请注意T形部分13的中心处的大片连续的导电金属(例如铜)区域。电介质的另一侧上的铜被绘制成阴影图案。请注意T形部分的中心处的大片连续的铜区域。
图5示出了T形部分13的新颖实施方式的俯视图。电介质的另一侧上的金属(例如铜)被绘制成阴影图案。请注意一个部分的与另一个143完全重叠的延伸部142,以及沿着导电部分11、12一直延伸的狭缝141、152。电介质的另一侧上的铜被绘制成阴影。请注意一个部分的与另一个完全重叠的延伸部,以及沿着导电部分一直延伸的狭缝152。
通过闭合导电回路的时变磁通量导致电流流过该回路。这种所谓的涡流在导电介质中产生热量,并产生其自身的磁场,该磁场抵消原始磁场。梯度线圈产生这样的时变磁场,且梯度线圈内的任何导电介质,如体线圈的横档11和环12,都会经受这些涡流。由此产生的热量可对患者和部件两者带来危险,且磁场干扰降低了图像质量。这种效应已得到充分认识,且设计启发法(design heuristics)禁止在梯度场内存在大的导电表面和回路。使用的方法是用狭缝152将大导体分成更小的部分,且必要时用电容器桥接间隙。由于其电磁特性,这些电容器在典型的梯度场变化的较低频率下起到间隙的作用,但在体线圈的更高运行频率下起到连接件的作用。
通常,在体线圈的环12和横档11中就是以这种方式处理涡流的。然而,这样使T形部分13(在横档11与环12相接的位置处)没有被切缝,因为RF电流方向的变化使电容器的适当放置变得困难。图3和图4中分别示出了带有集总电容器和分层电容器的体线圈的被局部切缝的T形部分13。为改变T形部分13的尺寸和形状,人们做出了尝试,其中一些包括添加分立的电容器,且取得了不同程度的成功。在最新一代的体线圈中,体线圈的T形部分13中的涡流仍然是高内孔温度的主要原因。
利用先进的计算分析方法,本发明的T形部分13的布局有效地或甚至完全断开了环12和横档11的部分,并将这些部分本身分成多个更小的条带,从而使每个导电元件的宽度最小化。横档11和环12的部分由电介质层在物理上分隔开,且仅通过分层电容器电连接。由于环12和横档11两者的部分被沿其长度完全切缝,重叠的部分形成大的并联电路电容器阵列。图5示出了这种新颖的T形部分13的构思的实施方式。
本发明将调谐和桥接两项功能结合到该单个分层电容器阵列中,而不会明显抑制自然的RF电流流动。实际上,新的布局为电流提供了阻抗相近的多个独立路径,从而分散了流过导体的电流,限制了邻近效应,且除了降低了涡流加热之外还降低了局部RF加热。而且,由于大阻抗转换被集中在竖直平面中以及电容器板之间,因此朝向患者分散的电场较少。
本发明特别适用于正交体线圈(QBC),其使用印刷电路板(PCB)作为面向患者的内部部件,此处称为天线。
QBC天线PCB上的任何导电表面的较小尺寸不应超过20mm。天线的环12的部分与横档11的部分在其相接的位置(即T形部分13)不应有导电连接。位于PCB的一层上的天线的横档11的部分应延伸跨过PCB的另一层上的环12的部分,从而形成集成在PCB结构中的平行板电容器网络。
(见图5)。
所述的本发明旨在应用于天线导体的具体几何特征,被称为T形部分13,并旨在解决在该T形部分13中遇到的具体问题,即由于梯度线圈引发的涡流导致的T形部分13过热。然而,正如在关于发明应用的部分中所述的,正面作用远远超出了该单个问题。因此,一些特征的应用可以并已经被应用于在MRI扫描仪的孔内使用的许多其他PCB结构,包括QBC天线和屏以及其他MRI线圈。本发明的独特方面在于将特征2的分割与特征4的重叠图案两者相结合,以创建分布式耦合电容器的复杂图案。这允许最大的导电表面(在本例中为天线的T形部分13)的尺寸显著减小。
由于这个问题解决了特定于使用分层PCB结构作为天线的QBC的问题,因此本发明的替代方案使用提供了与梯度线圈的表面平行的小连续表面的替代结构,例如具有铜杆结构的QBC。对于PCB天线,替代方法使用在T形部分13处缩窄环12的宽度,以减小所呈现的表面区域。
本发明的主要应用是:
减少天线的T形部分13中的梯度场引发的涡流,且因此:
减轻天线的T形部分13的梯度场引发的加热,从而减轻内孔加热。
减少涡流引发的场误差和相关联的异常,如EPI重影。
因此,由于内孔加热会限制应用的梯度功率,本发明扩大了应用更强的梯度场和更短的切换时间的可能性。
环12和横档11之间的电容器阵列连接有效地将RF电流分布在更宽的表面上,从而减轻了邻近效应。
这样减少了峰值表面电流,这降低了功率损耗且提高了线圈效率。
因此,通过实施这一构思,T形部分13上的局部RF电流引发的加热将被减轻。
与更多水平定向的转换部相比,重叠的横档11-环12转换部更有效地屏蔽患者以免受转换部上的电场的影响。
这减少了体线圈与患者之间不需要的系统交互,如体线圈失谐和电场引发的患者SAR。
该构思采用标准的分层PCB体线圈构思,且可被应用于现有的分层PCB体线圈设计的大多数低通和带通实施方式的重新设计。
该构思在无需附加的集总电容器和相关联的成本增加以及可靠性降低的情况下实现了其目的。
所述的本发明的另一方面涉及一种新的RF屏60,例如与本发明的QBC一起使用。
RF屏(又称屏蔽件)是现代正交体线圈的整体一部分,其屏蔽QBC内部的电磁场免受QBC外部的部件影响。在没有RF屏的情况下,这种与外界的耦合降低了QBC的对称性、均匀性和SNR的质量和可预测性。RF屏60的缺点是,它靠近鸟笼结构的产生场的横档11和环12存在降低了它们的效率。
呈最简单形式的RF屏可由一层卷绕在鸟笼结构周围的铜箔或铝箔组成。然而,在成像过程中,这类材料的高导电性会导致因切换梯度场产生高涡流。为避免这一问题,QBC的RF屏被设计成在梯度场的kHz范围内具有高阻抗。实现这一项的一种常用方法是使用比如磷青铜或钛之类的具有低导电性的材料,并以足够的厚度来维持适当的RF屏蔽。使用由钢或青铜制成的细网也可实现同样的效果。
另一种方法是将RF屏分割成更小的部分。通过电容器将其连接而在各部分之间实现RF导电性。这些电容器可被实施为被钎焊在各部分之间的集总元件,或者通过使各部分在多层面板中重叠,从而形成集成电容器。通过延长涡流必须沿着以包围导电材料的一定区域的路径,可以进一步降低涡流的效应。这是通过给剩余节段增加甚至更多的(局部)切缝而没有更进一步将其分开来实现的。流过表面的电流自行产生磁场,该磁场抵消原始电流,严重增加片材中心附近的电阻。这迫使电流大部分在片材的边缘附近流动。这被称为邻近效应。
电动势的大小与导电表面的大小成正比,而由此产生的电流大小由围绕该表面的路径的电阻来确定。因此,在相同面积的情况下,减小总周长将减少涡流。因此,分割(又称变压器芯中的层叠)和切缝减少了涡流。
根据RF电流的自由流动需要节段之间存在较大的电容的理解,RF屏的分割受到限制。因此,单层RF屏具有安装的大量表面贴装电容器,这增加了成本、生产时间并降低了质量。此外,集总电容器起到RF电流的扼流点的作用,从而改变了它们的自然走向,且因此降低了RF屏的效果。对于带有集成电容器的多层屏的情况,节段面板之间重叠的尺寸决定了它们之间的总电容,而且确定的是,电容器的所需尺寸需要大量重叠,以至于总的节段的数量受到严重限制。
本发明提出的方面对多层RF屏60应用了激进水平的分割,从而创建了由较小的耦合电容器形成的大网格。通过使用现代计算电磁学软件,确定了由较小电容形成的大网络允许RF电流的足够不受限制的流动,从而使该屏能够充分发挥RF屏的作用。由于整个屏上的阻抗分布更均匀,其实际上与相比较的常规的切缝屏功能更好。
因此,与老式设计相比,本发明的该方面显著降低了涡流水平,且因此减少了梯度线圈引发的热量产生,同时提供了更好的整体RF性能。与利用以前已知的体线圈设计可行的梯度场相比,这样允许应用更高的梯度场。
图6示出了本发明的RF屏的内侧的PCB布局;
图7示出了本发明的RF屏的外侧的PCB布局;
图8示出了本发明的RF屏的PCB叠构;
本发明的该实施方式由层压的PCB圆柱体60组成,该PCB圆柱体可选地被分成多个更小的子面板,具有径向间隔一定距离的至少两个导电层64、65,使得结合电介质材料65的选择,导电层64、65之间存在单位面积的具体电容。
一个导体层被沿圆柱体的周边分为等宽的节段64,节段的另一个尺寸沿圆柱体的整个长度延伸,又称条带。
另一个导体层被沿圆柱体的长度分为等宽的节段65,节段的另一个尺寸沿圆柱体的整个周边延伸,又称环圈。
这些节段之间的距离,即导体的被移除的部分,被保持在最小值。
这样,形成了由重叠的狭缝64、65和环圈组成的棋盘图案66,从而形成由分层电容器组成的大的圆柱形网络。
沿屏的整个周边的连续环圈65可捕获垂直于扫描仪的孔的横向平面的切换梯度场,例如由z梯度产生的场。因此,环圈应被至少再分切一次以打破环圈。可取的是,在条带的中间进行这种分切,这样就形成两个更小的电容器,并沿整个环圈保持连续的RF路径。
通过数值分析确定的是,条带和环圈的宽度不应大于20mm,且条带和环圈之间的狭缝64、65不应大于1mm。由此产生的设计具有32个环圈和96个条带,总共3072个电容器。
先前认为较小的电容器将无法允许RF电流充分自由且有效流动的假设被证明是没有道理的。人们发现,虽然单个元件的电容较小,但以电感方式和电容方式耦合的节段66组成的网络在RF频率下产生的阻抗与在以前的屏设计中发现的相当。
总之,本发明的特征的最小清单如下:
两个同心的圆柱形导电材料管,它们被电介质间隔开,围绕着RF线圈。
一个导电层被分割成最少两个条带64。
另一个导电层被分割成最少两个环圈65。
节段的表面的最小尺寸不应大于20mm。
条带和环圈重叠成棋盘图案,从而形成耦合电容器的网络。
注:节段的宽度值完全取决于所需的涡流抑制水平。如果不考虑最小宽度的要求,则本发明非常接近于上一代的分层屏,该屏被分割成条带而不是环圈。
PCB由厚度为18μm的铜形成的两层67组成,该两层被64μm的ISOLA370HR电介质材料63分隔开。最内层的铜层,即朝向孔的内部的层,被分割成24个平行的铜条带,宽20mm,长700mm,被1mm宽的间隙(狭缝152)分隔开。最外层的铜层,即朝向梯度线圈的层,被分割成32个平行的铜件,这些铜件在PCB的边缘处连接后形成环绕孔的环圈。这些环圈节段宽20mm,长510mm,被1mm宽的间隙(狭缝152)分隔开。为避免形成大的连续环圈,每个环圈节段本身被分成两个节段,其中有1mm宽的狭缝被定位在交替地与板的左侧和右侧相距117mm的位置。
来自ANSYS HFSS的RF模型结果显示了完美的电导体屏(左)和原型屏(右)的冠状面上的归一化磁场和电场分布。请注意这两种场分布的相似性,尤其是缺乏从屏的侧部延伸的明显电场。
四块面板被卷绕在包含鸟笼式线圈天线的体线圈载体上,且环圈节段被电连接。
RF模拟和测量结果显示了新颖的RF屏的适当功能。
图9是理想的RF屏的冠状磁场的图形化表示。
图10是本发明的RF屏的冠状磁场的图形化表示。
图11是理想的RF屏的冠状电场的图形化表示。
图12是本发明的RF屏的冠状电场的图形化表示。也就是说,图9至图12是电磁模型计算结果,其显示了对于完美屏和新颖的屏设计来说体线圈的冠状面上的归一化磁场和电场的分布。计算结果表明,新颖的屏设计与完美屏之间在场强度和分布中没有显著差异。特别值得注意的是,缺乏从屏的中间延伸的明显电场,这表明系统交互作用不太可能显著大于完美屏。为了确认这种出色的系统隔离,将QBC插入带有连续的铜屏和新颖的RF屏的梯度线圈中。在完美屏和新颖的RF屏之间,由于GC系统相互作用而产生的主模式频率漂移中的差异可以忽略不计(369kHz vs 332kHz),而体线圈品质因数的降低也是如此(-20vs-21)。
图13表示常规的RF屏(顶部)和本发明的RF屏由于梯度引发的涡流导致的吸收功率密度[kW/m3]的流计算结果。请注意吸收功率的显著降低,特别是对于X梯度。
使用Stream计算算法来计算新颖的RF屏和RF屏3T M2的RF屏面板上的梯度线圈引发的涡流功率密度。结果(显示在图中)显示出对于X梯度和Y梯度来说系数为3.3的吸收功率的预计降低,对于Z梯度来说系数为3.9的吸收功率的预计降低,以及系数为42.1的预计峰值功率的降低。
新颖的RF屏的热探针测量结果确认:面板良好地保持在最大系统性能的温度要求(<60℃稳态,Grms=31.25mT/m,频率=1.6kHz+2x16kW RF功率)内。
本发明的替代性实施例可以是将层压电容器的棋盘式网络应用到其他RF线圈(如头部线圈、后部线圈或前部线圈)的屏上。此外,棋盘图案还可应用于需要屏蔽的其他敏感子系统。
本发明的主要应用是:
减少RF屏中的梯度场引发的涡流,且因此:
减轻RF屏的梯度场引发的加热,从而减轻内孔加热。
减少涡流引发的场误差和相关联的异常,如EPI重影。
因此,由于内孔加热会限制应用的梯度功率,本发明扩大了应用更强的梯度场和更短的切换时间的可能性。
这一构思在无需附加的集总电容器以及相关联的成本增加和可靠性降低的情况下实现了其目的。
该屏的均匀且对称的布局使其实施方式可广泛地适用于大多数的体线圈设计,以及需要具有低梯度灵敏度的RF屏蔽的大范围的其他应用。

Claims (7)

1.一种射频(RF)线圈(10),包括由电导体形成的布局,所述电导体包括多个轴向横档(11)和多个周向环(12),其中所述横档(11)中的至少一个通过T型连接器(13)与所述环(12)中的至少一个联接,其中所述T形连接器包括位于所述环(12)和所述横档(11)之间的分布式电容耦合部(14),其中所述横档(11)和所述环(12)具有:相应的成组的重叠的轴向和周向导电节段(15),所述导电节段形成所述T形导体并且彼此电绝缘;以及由成组的所述导电节段的重叠区域(142,143)形成的所述分布式电容耦合部。
2.根据权利要求1所述的RF线圈,其中,所述轴向组和所述周向组包括被分别定向在周向方向和轴向方向上的多个细长电导体(151,152)。
3.根据权利要求1所述的RF线圈,其中,所述T形连接器具有印刷电路板基板,且所述轴向和周向导电节段被设置在所述印刷电路板基板的相反表面上。
4.根据前述权利要求中的任一项所述的RF线圈,其中,所述轴向和周向导电节段分别是被定向在所述周向方向和所述轴向方向上的成组的相应的被切缝的扁平细长导体条带。
5.根据前述权利要求中的任一项所述的RF线圈,其中,所述轴向和周向导电节段分别与所述环12和所述横档11成为一体,从而形成所述T形连接器。
6.根据前述权利要求中的任一项所述的RF线圈,其中,所述RF线圈包括多个周向环和轴向横档11,其中成对的所述横档和所述环具有:相应的成组的重叠的轴向和周向导电节段,所述导电节段形成联接成对的所述环12和所述横档11的所述T形导体并且彼此电绝缘;以及由成组的所述导电节段的重叠区域形成的所述分布式电容耦合部。
7.一种RF屏蔽件(60),包括:
两个同心的圆柱形管(61,62),每个导电层被电介质(63)间隔开,
一个导电层被分割成一组两个或更多个纵向条带(64),
另一个导电层被分割成一组两个或更多个周向环圈(65),以及
成组的纵向条带(64)和周向环圈(65)交叉以形成重叠区域。
CN202280018629.1A 2021-03-04 2022-02-25 电导体之间带有t形连接器的射频线圈和射频屏蔽件 Pending CN117043619A (zh)

Applications Claiming Priority (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP21160678.5 2021-03-04
EP21190253.1A EP4134692A1 (en) 2021-08-09 2021-08-09 Radio frequency coil with t-shaped connector between electrical conductors and radio frequency shield
EP21190253.1 2021-08-09
PCT/EP2022/054757 WO2022184564A1 (en) 2021-03-04 2022-02-25 Radio frequency coil with t-shaped connector between electrical conductors and radio frequency shield

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN117043619A true CN117043619A (zh) 2023-11-10

Family

ID=77264945

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202280018629.1A Pending CN117043619A (zh) 2021-03-04 2022-02-25 电导体之间带有t形连接器的射频线圈和射频屏蔽件

Country Status (2)

Country Link
EP (1) EP4134692A1 (zh)
CN (1) CN117043619A (zh)

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2005078468A2 (en) * 2004-01-20 2005-08-25 The University Of Houston System Superconducting loop, saddle and birdcage mri coils comprising built-in capacitors
CN101520497B (zh) 2008-02-29 2012-06-27 西门子(中国)有限公司 一种鸟笼式多通道体线圈
US8680863B1 (en) * 2009-11-24 2014-03-25 The Florida State University Research Foundation, Inc. Double resonance MRI coil design
DE102017216307A1 (de) * 2017-09-14 2019-03-14 Siemens Healthcare Gmbh Abstimmbare Magnetresonanzspule
US11333731B2 (en) * 2018-04-13 2022-05-17 Canon Medical Systems Corporation Magnetic resonance imaging apparatus, RF coil, and magnetic resonance imaging method

Also Published As

Publication number Publication date
EP4134692A1 (en) 2023-02-15

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US7755357B2 (en) Radio frequency coil with transmission line end-rings
KR101424976B1 (ko) 위상 배열형 고주파 코일 및 이를 채용한 자기공명영상 장치
US6060882A (en) Low-inductance transverse litz foil coils
US7932722B2 (en) Transversely folded gradient coil
JP3638342B2 (ja) 両面rf遮蔽体を含む磁気共鳴システム
US9329249B2 (en) MRIS shim coil
JPH0350543B2 (zh)
US9817096B2 (en) Actively shielded, cylindrical gradient coil system with passive RF shielding for NMR devices
EP0532704A1 (en) Shielded gradient coil for nuclear magnetic resonance imaging
US9599685B2 (en) Antenna device and magnetic resonance imaging device for suppressing absorption rate of irradiated waves
JPH08238230A (ja) 磁気共鳴装置および方法
JP2024036313A (ja) 導電体間にt字形コネクタを有する高周波コイル
US6232548B1 (en) Radio-frequency shield for a diagnostic magnetic resonance apparatus
CN109085520B (zh) 磁共振屏蔽单元
EP0856743B1 (en) Reduction of eddy currents in fingerprint gradient coils for MRI
JPH06277194A (ja) 遮蔽体を備えた核スピン断層撮影装置用アンテナ装置
CN117043619A (zh) 电导体之间带有t形连接器的射频线圈和射频屏蔽件
US20100109667A1 (en) Transverse electromagnetic radio-frequency coil
US10049810B2 (en) High voltage high frequency transformer
JP3110115B2 (ja) 磁気共鳴イメージング装置
WO1991019994A1 (en) Shielded gradient coil for nuclear magnetic resonance imaging
US20240151790A1 (en) High-frequency coil unit and magnetic resonance imaging apparatus
CN100359611C (zh) 用于磁共振成像的线圈结构
JPH11260623A (ja) 円筒形コイル・アセンブリおよびその構成方法
EP2079085A2 (en) Inductor that contains magnetic field propagation

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination