CN1445558A - 用于磁共振装置的高频天线 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于磁共振装置的高频天线，该高频天线包括一个基本部件(10+11)和一个高频磁镜(13)，该基本部件(10+11)具有两个端环(11)和多个天线杆(10)。该两端环(11)与天线轴(12)同轴设置，且彼此轴向隔开。这些天线杆(10)围绕天线轴(12)设置，且连接两端环(11)。该高频磁镜(13)以感应方式与两端环(11)和这些天线杆(10)相耦合。该高频磁镜在轴向一侧界定了由高频天线发送的磁共振激励信号和/或由高频天线接收的磁共振信号。

Description

用于磁共振装置的高频天线

技术领域

本发明涉及一种用于磁共振装置的高频天线，其带有一基本部件，

-其中，该基本部件具有两个端环和多个天线杆；

-其中，该两端环与天线轴同轴设置，且彼此轴向隔开；

-其中，这些天线杆围绕该天线轴布置，且将两端环彼此连接。

背景技术

这种高频天线通常已公知为鸟笼式谐振器。其中，在端环和/或天线杆中设置电容器。对该高频天线这样进行调谐，使得其在高频天线的一个预定的或可预定的工作频率下构成一个共振振荡回路。

在日本专利申请公开说明书JP平01-075951A的英文摘要和欧洲专利申请公开说明书EP1085337A中已公开了这种高频天线。在这篇日本文献中，天线杆通过其他位于端环平面内的天线杆短接在端环上，以使这一侧天线的灵敏度特性是均匀的。在这篇欧洲专利文献中，为调节天线频率，该高频天线具有一个带一调谐电容(Stimmkondensator)的可移动线匝，该线匝围绕天线杆设置，且感应地耦合在端环上。

通过高频天线发射的磁场将检查对象(经常是一个人)的核自旋激励成共振。然后对此共振进行测量，并作数据分析。在此，对该共振信号的测取必要时可由同一天线来完成。

高频天线可以选择性地设计成整体线圈(Ganzkrperspule)，或者用于对一个人的头部或四肢进行检查的本地线圈(Lokalspule)。采用本地线圈是为了在成像时得到比使用全天线或全身天线好得多的信噪比。

为使信噪比最佳，对不同身体部位的高频天线在几何形状以及发送和接收特性上进行优化。应当使其在几何形状上与患者的人体结构尽可能好地相匹配。此外，力求使线圈具有尽可能高的占空系数(Fuellfaktor)。

至于发送和接收特性的优化，在现有技术的本地线圈中始终要求折衷。对于一个优化的成像来说，需要一个向后收缩的高频天线(所谓的桶形)。但这种高频天线具有不可改变的一侧封闭的缺点。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于，提供一种可方便达到高占空率(Fuellgrad)的高频天线。

对于本说明书开始部分所提到的这一类高频天线来说，上述技术问题是这样解决的：该高频天线具有一个高频磁镜，该高频磁镜与两端环和天线杆电隔开，但以感应方式与它们相耦合，从而使由高频天线发送的磁共振激励信号和/或由高频天线接收的磁共振信号在轴向一侧被界定。

这样一来，实现该高频磁镜的位置变化是可能的。

在不同的应用中，例如在立体定位应用(Stereotaxie)中，检查步骤与治疗步骤交替进行。在这种情况下封闭的线圈形式是不可能的，因为在这时不可能在放置线圈情况下接近患者。

如果将高频磁镜机械可拆卸地与基本部件相连接，则可交替地使该高频天线达到几乎最佳的成像或可自由接近患者。

于是，在高频磁镜与基本部件相连接时，该高频天线具有一个几乎达到最佳桶形特性的发送和接收特性。与此相反，在去掉高频磁镜时，保持可接近患者。

如果高频磁镜在多个轴向位置可与基本部件连接，则可通过较高的线圈利用率得到更进一步的优化。

如果高频磁镜以轴向可移动方式与基本部件连接，则甚至可以实现无级调节。

如果天线杆平行于天线轴延伸，则高频磁镜与天线杆的距离与其轴向位置无关。

在本发明的高频天线中天线杆的数量典型地介于四个和十六个之间。多半还是偶数。

高频磁镜在最简单的情况下设计成与天线轴相垂直的金属板或金属层。如果高频磁镜设计成与天线轴相垂直的线路(Leiterbahn)系统、其中的线路同轴地环绕天线轴延伸且彼此间电隔开，则产生很小的低频涡流。

如果在上面最后所述的情况中，使所述线路自身电断开，且通过电容器桥接、和/或使所述线路两两之间由电容器桥接，则尽管这些线路对高频短路，但低频涡流仍然减少了。

在最佳的情况下，该高频磁镜设计成螺旋状环绕天线轴的线路。此外，在这种结构中，该线路径向与电容器桥接。

出于机械稳定性考虑，该高频磁镜通常设置在一个不导电的载体上。该载体例如可以为印刷线路板。

优选将本发明的高频天线设计成头部线圈(Kopfspule)。在这种情况下，该高频天线具有一个基本为圆柱形的检查空间，该检查空间直径为18cm到30cm、长度为18cm到30cm。但是它也可以设计成一个直径为50cm到80cm、长度为30cm到150cm的整体线圈。

附图说明

下面结合附图和对一个实施方式所作的描述对本发明的优点和细节作进一步说明：

图1为一个磁共振装置的原理示意图；

图2为一个带有一高频磁镜的高频天线的透视图；

图3为不带有高频磁镜的、图2所示高频天线的侧视图；

图4-图6示出各种高频磁镜。

具体实施方式

按照图1，磁共振装置具有一个检查室1。借助一患者卧塌2可将一个人或患者3(通常为检查对象3)送入到该检查室1中。

检查室1由各种磁铁和磁系统包围。这里首先是基本磁铁4。该基本磁铁4用于产生一个均匀的基本磁场。此外，设有一个梯度磁铁系统5。借助此梯度磁铁系统5形成为产生有意义的可分析的磁共振信号所要求的梯度磁场。该磁系统还有一个整体线圈6。该整体线圈6设计成高频天线6。它在作为发射天线工作时用来激励检查对象3中的磁共振信号，在作为接收天线工作时用来接收先前激励的检查对象3的磁共振信号。

在检查室1的内部通常还至少可安装一个本地线圈7。它同样设计成高频天线7。通常它用来局部接收先前由整体线圈6激励的磁共振信号。但是，该本地线圈7在个别情况下也可以象整体线圈6那样作为发送天线运行。

该基本磁铁4、该梯度磁铁系统5和线圈6、7接着还被一个屏蔽磁铁8包围。

该梯度磁铁系统5和线圈6、7与一个控制和数据分析单元9相连接。该控制和数据分析单元9以公知的方式起到合适地控制梯度磁铁系统5和线圈6、7的作用，以激励、接收和分析磁共振信号。

按照图2，该当地高频天线7具有多个天线杆10以及两端环11。在此，按照图2，这些天线杆10设计成一个宽度为2至7cm和厚度为15至100μm的扁平导体。它们通常被制作成印刷电路板上的线路。

此外，在这些天线杆10和/或两端环11上设置有电容器C，借助这些电容器可将该高频天线7调谐到确定的工作频率。按照图2，这些电容器C设置在天线杆10中。这也在本发明的范围内，然而是次要的。

两端环11与天线轴12同轴设置。显然它们相对于天线轴12在轴向彼此隔开。

这些天线杆10平行于天线轴12延伸。它们均匀地环绕天线轴12分布设置。它们将两端环11彼此连接。

此外，按照图2，该高频天线7具有一个高频磁镜13。该高频磁镜13可以如图2中的双箭头所示那样，相对于由端环11和天线杆10组成的基本部件、平行于天线轴12连续地(即无级地)作轴向移动。在每一个轴向位置，该高频磁镜13可与基本部件机械连接。

借助该高频磁镜13，将通常由高频天线7释放出的高频场再次相位正确地返回到高频天线7中。由此，该本地线圈7的发送特性和接收特性明显均匀化了。因此，由高频天线7发出的磁共振激励信号和由高频天线7接收的磁共振信号也可借助于该高频磁镜13在轴向一侧被界定。

但是该高频磁镜13不仅可以相对于基本部件轴向移动，甚至还可与此基本部件以机械方式拆开。它还可被取走，从而在取出高频磁镜13时保持能到达该线圈内部。

按照图2，该高频天线7具有四个天线杆10。天线杆10的数量是偶数。但是，高频天线7的天线杆10还可以多于四个。然而在一个本地线圈7中该天线杆的数量不会多于十六个。优选为四个、八个或十二个。

按照图2和图3，该高频天线7(图3中带有八个天线杆10)具有一个基本为圆柱形的检查空间V，其长度为l，直径为d。根据该本地线圈7的用途，其典型长度为l，典型直径为d。

当将本地线圈7设计成头部线圈时，长度l和直径d处于相同数量级。典型的长度值为l＝18-30cm，直径为d＝18-30cm。甚至大多数情况下长度l和直径d相等。

与此相反，在一个整体线圈中直径d明显较大。例如其典型具有的直径d为50-80cm，长度l为30-150cm。

按照图4，将高频磁镜13设计成垂直于天线轴12方向延伸的金属板或金属层。它设置在一用作该高频磁镜13不导电载体15的印刷线路板15上。该载体15突出超过该高频磁镜13。因此该高频磁镜13仅仅感应地耦合在端环11和天线杆10上，并与它们电隔开。图4所示高频磁镜13安装方便，但还具有相对高的低频涡流。

图5所示高频磁镜13也设置在一个作为不导电载体15的印刷线路板15上。但图5的高频磁镜13设计成线路16系统。该线路16系统与天线轴12相垂直。这些线路16与天线轴12同轴设置。这些线路彼此电隔开。可看到这些线路16自身也是电断开的，且在断开处由电容器17桥接。此外，这些线路两两之间由电容器18桥接。图5所示实施方式已起到了相当好地抑制低频涡流的作用。

图6所示实施方式达到了最佳抑制方案。在此实施方式中该高频磁镜13也设置在印刷线路板15上。按照图6，该高频磁镜13设计成单一的、围绕天线轴12成螺旋状延伸的线路19。该线路19的各匝间在径向由电容器20桥接。

该高频磁镜13和该载体15构成一附加部件。为移动和/或拆去高频磁镜13，将该附加部件作为整体相对于基本部件移动和/或从该基本部件上拆下即可。对该附加部件可能的拆卸并不是必须的。此外，无论是移动还是拆去，无需工具就可以完成。于是，该高频磁镜13或该附加部件也不需要拆除基本部件就可相对于基本部件移动或可从该基本部件上拆下。

由于该高频磁镜13的可拆卸性，本发明的高频天线7可以选择带高频磁镜13或不带高频磁镜13的方式运行。从而该高频天线7既可以用于要求高图像质量的应用情况，也可用于检查空间V可自由进入的应用情况。

Claims (16)

1.一种用于磁共振装置的高频天线，其包括一个基本部件(10+11)和一个高频磁镜(13)，

-其中，该基本部件(10+11)具有两个端环(11)和多个天线杆(10)；

-其中，该两端环(11)与天线轴(12)同轴设置，且彼此轴向隔开；

-其中，这些天线杆(10)围绕天线轴(12)设置，且将两端环(11)彼此连接；

-其中，该高频磁镜(13)与两端环(11)和这些天线杆(10)电隔开，但以感应方式与它们相耦合，从而使得由高频天线发送的磁共振激励信号和/或由高频天线接收的磁共振信号在轴向一侧被界定。

2.按照权利要求1所述的高频天线，其特征在于：所述高频磁镜(13)以机械可拆卸方式与所述基本部件(10+11)相连接。

3.按照权利要求1或2所述的高频天线，其特征在于：所述高频磁镜(13)可在多个轴向位置与所述基本部件(10+11)相连接。

4.按照权利要求3所述的高频天线，其特征在于：所述高频磁镜(13)以轴向可移动方式与所述基本部件(10+11)相连接。

5.按照上述权利要求1至4中任一项所述的高频天线，其特征在于：所述天线杆(10)平行于天线轴(12)延伸。

6.按照上述权利要求1至5中任一项所述的高频天线，其特征在于：所述天线杆(10)的数量为四个到十六个之间。

7.按照上述权利要求1至6中任一项所述的高频天线，其特征在于：所述天线杆(10)的数量为偶数。

8.按照上述权利要求1至7中任一项所述的高频天线，其特征在于：所述高频磁镜(13)设计成与天线轴(12)相垂直的金属板(13)或金属层。

9.按照上述权利要求1至7中任一项所述的高频天线，其特征在于：所述高频磁镜(13)设计成与天线轴(12)相垂直的线路(16)系统，其中的线路(16)同轴地环绕天线轴(12)延伸、且彼此间电隔开。

10.按照权利要求9所述的高频天线，其特征在于：所述线路(16)自身电断开，且通过电容器(17)桥接。

11.按照权利要求9或10所述的高频天线，其特征在于：所述线路(16)两两之间由电容器(18)桥接。

12.按照上述权利要求1至7中任一项所述的高频天线，其特征在于：所述高频磁镜(13)设计成螺旋状环绕天线轴(12)的线路(19)。

13.按照权利要求12所述的高频天线，其特征在于：所述线路(19)径向由电容器(20)桥接。

14.按照上述权利要求1至13中任一项所述的高频天线，其特征在于：所述高频磁镜(13)设置在一不导电的载体(15)上。

15.按照权利要求14所述的高频天线，其特征在于：所述不导电的载体(15)为印刷电路板(15)。

16.按照上述权利要求1至15中任一项所述的高频天线，其特征在于：所述高频天线(13)具有一个基本为圆柱形的检查空间(V)，该检查空间的直径(d)为50cm到80cm、长度(l)为30cm到150cm，或者直径(d)为18cm到30cm、长度(l)为18cm到30cm。

Images