CN117054940B - 一种用于磁共振成像的多核检测线圈组件 - Google Patents

一种用于磁共振成像的多核检测线圈组件 Download PDF

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Abstract

本发明属于磁共振成像技术领域，具体涉及一种用于磁共振成像的多核检测线圈组件，包括内筒组件、鸟笼线圈和表面线圈；所述鸟笼线圈套设在筒身外，并用于氢核检测；表面线圈可拆卸的设置于筒身内，并用于氘核、碳13或磷31的检测；表面线圈位于鸟笼线圈的内侧，表面线圈的所在电路中的第三可调电容与筒身内侧的调节杆咬合，扭转对应调节杆改变第三可调电容的电容值时，能够调节表面线圈的射频场方向和频率；在磁共振成像时，所述鸟笼线圈和表面线圈均置于9.4T±1％的磁场中。本方案中将表面线圈和鸟笼线圈进行组合使用，通过控制两者的射频场方向和频率，实现多核检测，简化检测步骤和设备。

Description

一种用于磁共振成像的多核检测线圈组件
技术领域
本发明属于磁共振成像技术领域，具体涉及一种用于磁共振成像的多核检测线圈组件。
背景技术
磁共振成像系统往往涉及氢核、氘核、碳13或磷31等项目的检测，现有技术中，各项检测往往都是分别进行的，并且无法实现同时检测，造成用于检测氢核、氘核、碳13或磷31的线圈往往在进行每个单项的检查时，都需要从磁共振成像扫描仪上拆卸下来，然后装入新的检测线圈，从而增加了检测过程和检测设备的复杂程度。
为了简化氢核、氘核、碳13或磷31等项目的检测过程，有必要设计一种能够多线圈组合并实现多核同步检测的设备。
发明内容
为了解决磁共振成像中的多核同步检测的问题，本方案提供了一种用于磁共振成像的多核检测线圈组件。
本发明所采用的技术方案为：
一种用于磁共振成像的多核检测线圈组件，包括内筒组件、鸟笼线圈和表面线圈；
所述内筒组件具有圆筒状的筒身，在筒身的外侧和内侧均设置有调节杆，调节杆平行于筒身的轴向；
所述鸟笼线圈套设在筒身外，并用于氢核检测；鸟笼线圈的接线端连接有调节电路，调节电路的可调电容与筒身外侧的调节杆咬合，扭转对应调节杆改变可调电容的电容值，以调节鸟笼线圈的射频场方向和频率；
表面线圈可拆卸的设置于筒身内，并用于氘核、碳13或磷31的检测；表面线圈位于鸟笼线圈的内侧，表面线圈的所在电路中的第三可调电容与筒身内侧的调节杆咬合，扭转对应调节杆改变第三可调电容的电容值时，能够调节表面线圈的射频场方向和频率；
在磁共振成像时，所述鸟笼线圈和表面线圈均置于9.4T±1％的磁场中。
作为上述用于磁共振成像的多核检测线圈组件的备选结构：所述鸟笼线圈包括相互正交排布的第一线圈副和第二线圈副，第一线圈副的接线端和第二线圈副的接线端电连接分别的调节电路，两个调节电路中具有分别的可调电容。
作为上述用于磁共振成像的多核检测线圈组件的备选结构：第三可调电容和两个调节电路中的可调电容均具有两级调节端口，各级调节端口连接有分别的调节杆。
作为上述用于磁共振成像的多核检测线圈组件的备选结构：所述鸟笼线圈设置在线圈支架，线圈支架包括弧片部和端环部；所述弧片部呈弧槽状，且其外弧面直径与内筒组件的内径相当；所述端环部连接在弧片部的一端，并能够通过锁紧螺钉固定到筒身的一端处。
作为上述用于磁共振成像的多核检测线圈组件的备选结构：所述弧片部的外弧面的相对两侧均设置有凸起的滑块，所述筒身的内侧壁上设置有滑槽；所述滑块与滑槽滑动配合。
作为上述用于磁共振成像的多核检测线圈组件的备选结构：在筒身外套设有外筒体，所述外筒体的两端分别与筒身的两端相接；所述鸟笼线圈和部分调节杆置于筒身与外筒体之间。
作为上述用于磁共振成像的多核检测线圈组件的备选结构：所述表面线圈包括有线圈绕组和线圈座；线圈绕组的中心线垂直于鸟笼线圈的中心线；所述线圈座上集成有电感和所述第三可调电容；所述电感与线圈绕组串联并连接到连接器的两极之间，第三可调电容并联于连接器的两极之间。
作为上述用于磁共振成像的多核检测线圈组件的备选结构：所述内筒组件还包括筒座和法兰部；所述筒座呈半圆柱状，并连接在筒身的端部；所述法兰部设置在筒身和筒座的端部处；在筒座上设置有QMA连接器以配合于表面线圈的电连接。
作为上述用于磁共振成像的多核检测线圈组件的备选结构：在筒座的一侧还设置有杆座，所述调节杆超出筒身端部的一端转动连接于杆座上。
作为上述用于磁共振成像的多核检测线圈组件的备选结构：所述表面线圈具有三个，三个表面线圈的频率和射频方向各不相同，以分别用于氘核、碳13或磷31的检测。
本发明的有益效果为：本方案中分别将表面线圈和鸟笼线圈安装到内筒组件的内外两侧，由于表面线圈和鸟笼线圈之间的共振频率在9.4T场强下差距较大，且产生的射频场方向不同，大部分方向相互垂直，小部分重合之处也由于频率差异也不会对正常的扫描产生严重的影响，因此，本方案将表面线圈和鸟笼线圈组合的方式能够实现氢核与氘核、碳13或磷31之一的同步检测，从而实现多核检测，简化检测步骤和设备。
附图说明
为了更清楚地说明本方案实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。
图1是多核检测线圈组件的立体爆炸图；
图2是多核检测线圈组件的侧面爆炸图；
图3是内筒组件和鸟笼线圈的配合结构图；
图4是多核检测线圈组件的端侧视图；
图5是鸟笼线圈与表面线圈的配合状图；
图6是调节杆与表面线圈的配合状图；
图7是表面线圈的电路图；
图8是鸟笼线圈与表面线圈的磁场分布图。
图中：1-内筒组件；11-筒座；12-法兰部；13-筒身；14-调节杆；15-杆座；2-鸟笼线圈；21-第一线圈副；22-第二线圈副；3-外筒体；4-表面线圈；41-线圈绕组；42-线圈座；43-电感；44-第三可调电容；45-QMA连接器；5-线圈支架；51-弧片部；52-端环部；6-锁紧螺钉。
具体实施方式
下面将结合附图，对本实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，所描述的实施例仅仅是一部分实施例，而非是全部，基于本方案中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本方案的保护范围。
实施例1
如图1至图8所示，本实施例设计了一种用于磁共振成像的多核检测线圈组件，包括内筒组件1、鸟笼线圈2、表面线圈4、外筒体3、锁紧螺钉6等部件。
内筒组件1包括筒座11、法兰部12、筒身13等部分；筒座11呈半圆柱状，并设置在筒身13的左端。法兰部12呈环形，且其一部分位于筒身13的左端、另一部分位于筒座11的左端。筒身13呈圆筒状。该内筒组件1的用途是作为鸟笼线圈2和表面线圈4的安装载体。在筒身13的外侧和内侧均设置有调节杆14，调节杆14平行于筒身13的轴向；调节杆14具有六个，且其中两个伸入在筒身13内，而另外四个设置在筒身13内外。在筒座11的侧面处设置有杆座15，调节杆14的左端伸出筒身13外，并与杆座15转动配合。在筒座11上设置有QMA连接器45的母头，以配合于表面线圈4的电连接。
所述鸟笼线圈2呈圆笼状，并套设在筒身13外，该鸟笼线圈2用于氢核检测，具体的鸟笼线圈2采用正交激发/接收，谐振频率可以达到400MHz，在9.4T成像系统中，可对H原子成像，在空间上相差90°的位置上，加载两个相位相差90°的激励信号后，就能产生一个圆极化的磁场B1。在鸟笼线圈2的接线端连接有调节电路，调节电路的可调电容与筒身13外侧的调节杆14咬合，具体是由调节杆14的右端插入到可调电容的调节端口处。所述鸟笼线圈2包括正交排布的第一线圈副21、第二线圈副22，其中，第一线圈副21的接线端和第二线圈副22的接线端电连接分别的调节电路，两个调节电路中具有分别的可调电容。扭转对应调节杆14改变对应可调电容的电容值，用以调节鸟笼线圈2的射频场方向和频率。第一线圈副21和第二线圈副22分别包括两个绕组。
表面线圈4可拆卸的设置于筒身13内，具体的：所述鸟笼线圈2设置在线圈支架5，线圈支架5包括弧片部51和端环部52；所述弧片部51呈弧槽状，且其外弧面直径与内筒组件1的内径相当；所述端环部52连接在弧片部51的一端，并能够通过锁紧螺钉6固定到筒身13的一端处。所述弧片部51的外弧面的相对两侧均设置有凸起的滑块，所述筒身13的内侧壁上设置有滑槽；所述滑块与滑槽滑动配合。当更换表面线圈4时，通过拆卸线圈支架5的方式，能够取下线圈支架5和相应的表面线圈4，从而方便于将另一具有不同频率和射频方向的表面线圈4更换到筒身13上。所述表面线圈4具有三个，三个表面线圈4的频率和射频方向各不相同，以分别用于氘核、碳13或磷31的检测。
所述表面线圈4包括有线圈绕组41和线圈座42两部分；线圈绕组41的中心线垂直于鸟笼线圈2的中心线；所述线圈座42上集成电感43和第三可调电容44；所述电感43与线圈绕组41串联并连接到QMA连接器45公头的两极之间，第三可调电容44并联于连接器的两极之间。
表面线圈4在完成安装后，位于鸟笼线圈2的内侧，表面线圈4的所在电路中的第三可调电容44与筒身13内侧的调节杆14咬合，扭转对应调节杆14改变第三可调电容44的电容值时，能够调节表面线圈4的射频场方向和频率。
第三可调电容44和两个调节电路中的可调电容均具有两级调节端口，各级调节端口连接有分别的调节杆14，同一个可调电容的所连接的两个调节杆14分别用于电容值的粗调和精调。
外筒体3套设的设置在筒身13外，所述外筒体3的左端与内筒组件1的法兰部12相接，外筒体3的右端向内延伸并与筒身13的右端相接；使得外筒体3与筒身13之间形成一定的容纳空间，所述鸟笼线圈2和鸟笼线圈2所对应的四个调节杆14置于筒身13与外筒体3之间。
在磁共振成像时，所述鸟笼线圈2和表面线圈4均置于9.4T±1％的磁场中，利用表面线圈4和鸟笼线圈2之间的共振频率在9.4T场强下差距较大且产生的射频场方向不同的特点，使得鸟笼线圈2和表面线圈4在同步工作时，也不会对正常的扫描产生严重的影响。鸟笼线圈2和表面线圈4同步工作时，两者大部分射频场方向均方向垂直，小部分重合之处也由于频率差异，避免了对正常的扫描产生严重的影响，因此，本方案将表面线圈4和鸟笼线圈2组合的方式能够实现氢核与氘核、碳13或磷31之一的同步检测，从而实现多核检测，简化检测步骤和设备。
上述实施例仅仅是为了清楚地说明所做的举例，而并非对实施方式的限定；这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引申出的显而易见的变化或变动仍处于本技术的保护范围内。

Claims (8)

1.一种用于磁共振成像的多核检测线圈组件，其特征在于：包括内筒组件（1）、鸟笼线圈（2）和表面线圈（4）；
所述内筒组件（1）具有圆筒状的筒身（13），在筒身（13）的外侧和内侧均设置有调节杆（14），调节杆（14）平行于筒身（13）的轴向；
所述鸟笼线圈（2）套设在筒身（13）外，并用于氢核检测；鸟笼线圈（2）的接线端连接有调节电路，调节电路的可调电容与筒身（13）外侧的调节杆（14）咬合，扭转对应调节杆（14）改变可调电容的电容值，以调节鸟笼线圈（2）的射频场方向和频率；
表面线圈（4）可拆卸的设置于筒身（13）内，并用于氘核、碳13或磷31的检测；表面线圈（4）位于鸟笼线圈（2）的内侧，表面线圈（4）的所在电路中的第三可调电容（44）与筒身（13）内侧的调节杆（14）咬合，扭转对应调节杆（14）改变第三可调电容（44）的电容值时，能够调节表面线圈（4）的射频场方向和频率；
在磁共振成像时，所述鸟笼线圈（2）和表面线圈（4）均置于9.4T±1%的磁场中；
所述鸟笼线圈（2）设置在线圈支架（5），线圈支架（5）包括弧片部（51）和端环部（52）；所述弧片部（51）呈弧槽状，且其外弧面直径与内筒组件（1）的内径相当；所述端环部（52）连接在弧片部（51）的一端，并能够通过锁紧螺钉（6）固定到筒身（13）的一端处；
所述弧片部（51）的外弧面的相对两侧均设置有凸起的滑块，所述筒身（13）的内侧壁上设置有滑槽；所述滑块与滑槽滑动配合。
2.根据权利要求1所述的用于磁共振成像的多核检测线圈组件，其特征在于：所述鸟笼线圈（2）包括相互正交排布的第一线圈副（21）和第二线圈副（22），第一线圈副（21）的接线端和第二线圈副（22）的接线端电连接分别的调节电路，两个调节电路中具有分别的可调电容。
3.根据权利要求2所述的用于磁共振成像的多核检测线圈组件，其特征在于：第三可调电容（44）和两个调节电路中的可调电容均具有两级调节端口，各级调节端口连接有分别的调节杆（14）。
4.根据权利要求1所述的用于磁共振成像的多核检测线圈组件，其特征在于：在筒身（13）外套设有外筒体（3），所述外筒体（3）的两端分别与筒身（13）的两端相接；所述鸟笼线圈（2）和部分调节杆（14）置于筒身（13）与外筒体（3）之间。
5.根据权利要求1所述的用于磁共振成像的多核检测线圈组件，其特征在于：所述表面线圈（4）包括有线圈绕组（41）和线圈座（42）；线圈绕组（41）的中心线垂直于鸟笼线圈（2）的中心线；所述线圈座（42）上集成有电感（43）和所述第三可调电容（44）；所述电感（43）与线圈绕组（41）串联并连接到连接器的两极之间，第三可调电容（44）并联于连接器的两极之间。
6.根据权利要求1所述的用于磁共振成像的多核检测线圈组件，其特征在于：所述内筒组件（1）还包括筒座（11）和法兰部（12）；所述筒座（11）呈半圆柱状，并连接在筒身（13）的端部；在筒座（11）上设置有QMA连接器（45）以配合于表面线圈（4）的电连接。
7.根据权利要求6所述的用于磁共振成像的多核检测线圈组件，其特征在于：在筒座（11）的一侧还设置有杆座（15），所述调节杆（14）超出筒身（13）端部的一端转动连接于杆座（15）上。
8.根据权利要求1所述的用于磁共振成像的多核检测线圈组件，其特征在于：所述表面线圈（4）具有三个，三个表面线圈（4）的频率和射频方向各不相同，以分别用于氘核、碳13或磷31的检测。
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