CN202794490U - 一种射频发射线圈装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种射频发射线圈装置，射频发射线圈的外围设置有包含EBG结构的射频屏蔽层，所述EBG结构的射频屏蔽层由多个金属片段拼接构成，所述金属片段之间形成有缝隙并通过电容相连。本实用新型提供的射频发射线圈，利用电磁带隙形成人造磁壁，代替发射线圈外围用金属导体形成的电壁结构，从而在发射线圈上等电流的情况下有效提高发射线圈内部产生的圆极化射频磁场，加强发射线圈对人体的安全性。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种线圈装置，尤其涉及一种用于核磁共振系统的射频发射线圈装置。
背景技术
现今流行的主流磁共振系统中，为了将梯度线圈和射频线圈相隔离，在两者之间需要有一屏蔽层。该屏蔽层具有低通特性，也就是说对于梯度线圈产生的低频磁场可以自由通过而对相对高频的射频线圈则不能通过，称之为射频屏蔽层。
射频屏蔽层通常来说可以为一整块连续的金属导体层，但由于梯度线圈带来的涡电流效应，不适合采用大面积的金属。现在普遍采用的射频屏蔽层一般会做分层划缝的处理，对于射频线圈而言，屏蔽层仍相当于一层电壁。
由于光子带隙（Photonic Band-Gap，简称为PBG）具有人造周期性电介质结构，有时也称为PBG光子晶体结构。微波波段的带隙常称为电磁带隙（Electromagnetic Band-Gap，简称为EBG）。基于EBG结构，可以在磁共振的进动频率范围形成磁壁。因为发射线圈产生的磁场主要由线圈上的电流产生，而靠近电流源的电壁上会形成一个相位相反的镜像电流源，这样两个电源产生的相位相反磁场相互叠加而部分抵消，导致产生的磁场较弱，如图1a所示。而利用一个靠近磁壁的电流源会形成一个相位相同的镜像电流源，这样两个电源产生的相位相同的磁场相互叠加而部分增强，导致产生的磁场较强，如图1b所示。
对于空载的线圈来说，假设线圈本身的损耗为r，线圈上的电流大小为I，同样大小的功率W=I^2*r对应同样大小的I，而在磁壁方案中，电流I产生场强B+，电壁方案中，电流I产生场强B-，所以空载线圈采用磁壁比采用电壁做屏蔽在发射效率上提高了：(B+/B-)-1。
对于线圈人体负载部分，由于人体负载是由线圈产生电场感应等效而成。对于电壁和磁壁，等效为R的损耗，相同功率所产生的磁场相同。因此采用磁壁比采用电壁方案在发射效率上的提高应考虑上人体负载效应：（(B+/B-)-1）*（r/(r+R)）^0.5。
发射线圈对人体的危害主要用电磁波吸收比值或比吸收率(Specific Absorption Rate，简称SAR)来反映，SAR源自线圈产生的电场。对于电壁和磁壁附近的电场分布是不一样的，电壁周围的电场垂直于电壁分布，如图2a所示；磁壁周围的电场平行于磁壁分布，如图2b所示：据此估算出人体上感应的局部电场，电壁比磁壁要强，也就是说局部SAR电壁 高于磁壁。
实用新型内容
本实用新型所要解决的技术问题是提供一种射频发射线圈，能够在线圈外围形成磁壁，有效提高发射线圈内部产生的圆极化射频磁场，加强发射线圈对人体的安全性。
本实用新型为解决上述技术问题而采用的技术方案是提供一种射频发射线圈装置，射频发射线圈的外围设置有包含EBG结构的射频屏蔽层，所述EBG结构的射频屏蔽层由多个金属片段拼接构成，所述金属片段之间形成有缝隙并通过电容相连。
进一步地，所述射频屏蔽层呈圆筒状，包裹在射频发射线圈的外围。
进一步地，所述射频屏蔽层还包括位于金属片段和发射线圈之间的金属柱，所述金属柱用于支撑金属片段。
进一步地，所述EBG结构为紧凑型EBG结构。
进一步地，所述射频屏蔽层还包括置于金属片段内侧的金属板,所述金属柱固定在金属板上。
本实用新型为解决上述技术问题而采用的另一技术方案是提供一种射频发射线圈装置，射频发射线圈包括线圈腿部位和线圈端环，所述线圈腿部位的外围设置有包含EBG结构的第一射频屏蔽层，所述线圈端环的外围设置有由金属导体构成的第二射频屏蔽层，所述第一射频屏蔽层和第二射频屏蔽层共同构成发射线圈的射频屏蔽层。
进一步地，所述第一射频屏蔽层包括多个金属片段,所述相邻金属片段之间通过电容相连。
进一步地，所述金属片段之间设有可将电容置于其中的间隙。
进一步地，所述射频发射线圈为鸟笼型结构。
进一步地，所述射频屏蔽层围设于发射线圈外面且与发射线圈同轴布置。
本实用新型对比现有技术有如下的有益效果：本实用新型提供的射频发射线圈，线圈外围设置有包含EBG结构的射频屏蔽层，利用电磁带隙在线圈的外围形成人造磁壁，代替现有的金属导体形成的电壁，可以在发射线圈上等电流的情况下有效提高发射线圈内部产生的圆极化射频磁场。对于无人体负载的情况来说，用EBG结构的射频屏蔽层形成人造磁壁（AMC）大大提高发射线圈的空载效率。磁共振应用中，发射线圈需要以病人为负载，线圈效率应考虑线圈自身损耗和人体负载两部分，利用AMC代替普通电壁主要提高了线圈自身损耗部分的效率而对于人体负载则是效率相当，但在同功率情况下可降低人体的局部SAR大小，加强了发射线圈对人体的安全性。
附图说明
图1a为电壁对磁场影响示意图；图1b为磁壁对磁场影响示意图；
图2a为电壁周围的电场分布示意图；图2b为磁壁周围的电场分布示意图；
图3a为本实用新型的射频屏蔽层的正面结构示意图；图3b为本实用新型的射频屏蔽层的侧面结构示意图；
图4为本实用新型的射频发射线圈装置结构示意图；
图5为本实用新型另一实施例中射频发射线圈装置结构示意图。
图中：
1第二射频屏蔽层 2第一射频屏蔽层 3射频屏蔽层
4金属片段 5金属柱 6金属板
7电容 8线圈腿部位 9线圈端环
10射频发射线圈。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步的描述。
实施例1
图3为本实用新型的射频屏蔽层结构示意图；图4为本实用新型的射频发射线圈装置结构示意图。
请参见图3和图4，本实用新型提供的射频发射线圈装置，射频发射线圈10的外围设置包含有EBG结构的射频屏蔽层3，所述EBG结构由多个金属片段4拼接构成，金属片段4之间形成有缝隙并通过电容7相连，在射频发射线圈10的外围形成人造磁壁。
较佳地,包含EBG结构的射频屏蔽层3呈圆筒状，包裹在射频发射线圈10的外围,可有多种结构和方案来实现,如，较简单的结构可以由EBG经典的蘑菇（MushRoom）状结构变形而来：如图3所示，在Mushroom结构的基础上，金属片段4为金属小方片或者其他形状的结构，金属片段4由金属柱5支撑在大面积连续的金属板6上，包裹在发射线圈外围时,金属板6置于金属片段4内侧,金属片段4之间缝隙中布置有电容7,从而将相邻的金属片段4连接在一起，从而形成可包裹整个射频发射线圈10的圆筒状人造磁壁，如图4所示。该结构可大大缩小面积，同面积下的单元数显著增加，使得一个射频发射线圈10对应较多数目的单元，达到良好的人造磁壁效果。除此结构以外，其他一些紧凑型EBG结构也可采用构成人造磁壁(AMC)，比如折弯，螺旋，分形构造的小型化EBG单元都可应用于人造磁 蔽(AMC)。
实施例2
图5为本实用新型另一实施例中射频发射线圈装置结构示意图。
请参见图5，对于广泛用作射频发射线圈的一种鸟笼型线圈，鸟笼型线圈包括线圈腿部位8和位于其两侧的线圈端环9，其结构特点决定了磁共振所需的磁场主要由鸟笼线圈腿部位8上的电流所产生，线圈端环9上的电流是无利的，因此可提出一种射频屏蔽层结构：对于线圈腿部位8外周设置有包含EBG结构的第一射频屏蔽层2,在线圈腿部位8的外围形成人造磁壁；具体来说，线圈腿部位8外周的第一射频屏蔽层2是由多个金属片段4拼接而成、且各个金属片段4之间形成缝隙并通过电容7相连形成人造磁壁，对于线圈端环9,在外周设置由金属导体构成的第二射频屏蔽层1，形成电壁，第一射频屏蔽层2和第二射频屏蔽层1共同构成鸟笼线圈的射频屏蔽层3，该结构的射频屏蔽层3使得发射线圈10产生的纵向磁场更加均匀。
由于EBG结构的周期性特性，不但能构造人造磁壁，也可制造为吸波材料。在磁共振频段窄频范围内，利用EBG做成吸波材料结构也不会复杂，将射频屏蔽替换为吸波材料也是EBG结构在射频发射线圈的一种应用。
综上，本实用新型提供的射频发射线圈应用EBG结构，利用电磁带隙在线圈的外围形成人造磁壁，代替现有的金属导体形成的电壁，可以在发射线圈上等电流的情况下有效提高发射线圈内部产生的圆极化射频磁场。对于无人体负载的情况来说，用EBG结构的射频屏蔽层形成人造磁壁（AMC）可以大大提高发射线圈的空载效率。磁共振应用中，发射线圈需要以病人为负载，线圈效率应考虑线圈自身损耗和人体负载两部分，利用AMC代替普通电壁主要提高了线圈自身损耗部分的效率而对于人体负载则是效率相当，但在同功率情况下可降低人体的局部SAR大小，加强了发射线圈对人体的安全性。
虽然本实用新型已以较佳实施例揭示如上，然其并非用以限定本实用新型，任何本领域技术人员，在不脱离本实用新型的精神和范围内，当可作些许的修改和完善，因此本实用新型的保护范围当以权利要求书所界定的为准。
Claims (9)
1.一种射频发射线圈装置，其特征在于，射频发射线圈的外围设置有包含EBG结构的射频屏蔽层，所述EBG结构的射频屏蔽层由多个金属片段拼接构成，所述金属片段之间形成有缝隙并通过电容相连。
2.如权利要求1所述的射频发射线圈装置，其特征在于，所述射频屏蔽层呈圆筒状，包裹在射频发射线圈的外围。
3.如权利要求1所述的射频发射线圈装置，其特征在于，所述射频屏蔽层还包括位于金属片段和发射线圈之间的金属柱，所述金属柱用于支撑金属片段。
4.如权利要求1或2所述的射频发射线圈装置，其特征在于，所述EBG结构为紧凑型EBG结构。
5.如权利要求3所述的射频发射线圈装置，其特征在于，所述射频屏蔽层还包括置于金属片段内侧的金属板,所述金属柱固定在金属板上。
6.一种射频发射线圈装置，其特征在于，射频发射线圈包括线圈腿部位和线圈端环，所述线圈腿部位的外围设置有包含EBG结构的第一射频屏蔽层，所述线圈端环的外围设置有由金属导体构成的第二射频屏蔽层，所述第一射频屏蔽层和第二射频屏蔽层共同构成发射线圈的射频屏蔽层。
7.如权利要求6所述的射频发射线圈装置，其特征在于，所述第一射频屏蔽层包括多个金属片段,所述相邻金属片段之间通过电容相连。
8.如权利要求7所述的射频发射线圈装置，其特征在于，所述金属片段之间设有可将电容置于其中的间隙。
9.如权利要求6所述的射频发射线圈装置，其特征在于，所述射频屏蔽层围设于发射线圈外面且与发射线圈同轴布置。
Priority Applications (1)
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| CN 201220278498 CN202794490U (zh) | 2012-06-13 | 2012-06-13 | 一种射频发射线圈装置 |
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|---|---|---|---|---|
| CN104215828A (zh) * | 2013-11-08 | 2014-12-17 | 上海联影医疗科技有限公司 | 射频线缆检测回路、磁共振射频安全监控系统及其控制方法 |
| CN109167184A (zh) * | 2018-08-27 | 2019-01-08 | 哈尔滨工业大学 | 基于人工磁导体的圆极化宽扫描角微带相控阵天线 |
| CN112688085A (zh) * | 2020-12-29 | 2021-04-20 | 深圳品创兴科技有限公司 | 一种5g新型降低sar的柔性薄膜 |
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2012
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Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| CN104215828B (zh) * | 2013-11-08 | 2017-10-03 | 深圳联影医疗科技有限公司 | 射频线缆检测回路、磁共振射频安全监控系统及其控制方法 |
| CN109167184A (zh) * | 2018-08-27 | 2019-01-08 | 哈尔滨工业大学 | 基于人工磁导体的圆极化宽扫描角微带相控阵天线 |
| CN112688085A (zh) * | 2020-12-29 | 2021-04-20 | 深圳品创兴科技有限公司 | 一种5g新型降低sar的柔性薄膜 |
| CN112688085B (zh) * | 2020-12-29 | 2023-08-29 | 深圳品创兴科技有限公司 | 一种5g新型降低sar的柔性薄膜 |
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