CN209133359U - 用于磁共振断层摄影装置的天线及用于该天线的微调电容器 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种用于磁共振断层摄影装置的天线的微调电容器以及一种相应的带有微调电容器的天线。所述微调电容器具有第一电极和第二电极，所述第一电极和第二电极基本上相互平行地布置。在第一电极和第二电极之间布置有具有高耐压强度的绝缘材料和具有低介电损耗的电介质。第二电极和/或电介质相对于第一电极是这样可运动的，使得第一电极的表面沿着第一电极的面法线在第二电极的表面和/或电介质上的投影面积是可改变的。

Description

用于磁共振断层摄影装置的天线及用于该天线的微调电容器

技术领域

本实用新型涉及一种用于磁共振断层摄影装置的天线、尤其是体线圈的微调电容器。所述微调电容器具有第一电极和与之平行布置的第二电极。在第一电极和第二电极之间布置有具有高耐压强度的绝缘材料和具有低介电损耗的电介质。

背景技术

磁共振断层摄影装置是成像的装置，所述磁共振断层摄影装置为了将待检对象成像，通过较强的外部磁场使待检物体的核自旋定向并且通过交变磁场激励核自旋以围绕所述定向进动。所述进动或者自旋从被激励状态回到较低能量状态的过程又产生了交变磁场作为响应，其通过天线接收。

借助梯度磁场为信号施加位置编码，其之后将所接收的信号配置给体积元素。所接收的信号随即被分析并且提供待检对象的三维成像显示。为了接收信号优选使用局部天线、即所谓的局部线圈，为了达到更好的信噪比，将所述局部线圈直接布置在待检对象上。

激励通过交变磁场实现，所述磁场借助功率放大器产生并且借助天线射入待检区域。在此，常见的功率是几千瓦。所述激励的效率也取决于天线的准确调试或者说适配，而所述调试可由于制造公差、热膨胀或天线周围环境中的对象而变化。为了进行补偿所必要的是，借助作为调整元件的可变阻抗使天线与特定的环境适配。激励脉冲的高功率在此导致了对调整元件的耐压强度和抗电流强度的极高要求。同时不能由于电阻损耗或介电损耗而过多地降低天线的性能。除此之外，由于在超导场磁体的、也称为“Bore”的患者通道中有限的位置情况，空间位置是有限的。

迄今已知用于调整的是例如Voltronics公司的微调电容器，其具有直径为10至15mm的圆柱形状。

由专利文献DE 10 2013 215 918已知用于天线的电容器，所述电容器通过其温度系数补偿影响天线调整的热效应。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题在于，提供一种带有改进的调整可能性的天线。

所述技术问题按照本实用新型通过一种用于磁共振断层摄影装置的天线、尤其是体线圈的微调电容器解决，其中，所述微调电容器具有第一电极和第二电极，其中，所述第一电极和第二电极基本上相互平行地布置，其中，在所述第一电极和第二电极之间布置有具有高耐压强度的绝缘材料和具有低介电损耗的电介质，并且第二电极和/或电介质相对于第一电极可这样运动，使得第一电极表面沿着第一电极的面法线在第二电极表面和/或电介质上的投影的面积是可改变的。所述技术问题还通过一种用于磁共振断层摄影装置的、具有用于调整天线的微调电容器的天线解决。

按照本实用新型的用于磁共振断层摄影装置的天线、尤其是体线圈的微调电容器具有第一电极和第二电极。所述第一电极和第二电极基本上相互平行地布置。基本上平行可以这样理解，即相应的电极可以平行于各自的表面相对于另一个电极在两个电极不相互接触或者不低于绝缘最小距离的情况下沿着至少沿着一条轴线运动。电极在此优选基本上是平的或者说二维的，也就是在厚度方向上、沿着表面的面法线的尺寸小于沿着表面的尺寸。第一电极和第二电极的表面至少沿着一个方向或者说轴线是笔直的并且不弯曲的，因此第一电极能够在不改变距离的情况下沿着所述轴线相对于第二电极移动。第一电极和第二电极优选是平面平行的平面的部分区域。但原则上例如同心的圆柱表面或者其它表面形状也是可以考虑的，所述表面形状通过平面内的曲线沿着该平面的面法线向该平面外的移动而撑开形成。从数学上观察所述表面是棱柱外周面的一部分。

在第一电极和第二电极之间布置有具有高耐压强度的绝缘材料和具有低介电损耗的电介质。在此按照本实用新型也可以考虑的是，在适当选择材料时，绝缘材料和电介质也是唯一一件材料、例如是膜或者块。例如可以是平的聚四氟乙烯(特氟龙)件。

第二电极和/或电介质相对于第一电极是这样可运动的，使得第一电极的表面沿着第一电极的面法线在第二电极表面和/或电介质上的投影的面积是可改变的。例如可考虑的是，第一电极和第二电极平面平行地相对于一个平面定向并且平行于该平面沿着一条轴线是可移动的。但也可行的是例如如之前所描述的、形式为棱柱外周面的电极。

第二电极和/或电介质的运动以有利的方式通过改变对置的第一电极和第二电极重叠的面积或者所述两个电极之间具有电介质的面积份额造成了电容量的改变。同时由于扁平的构型和在平面中的运动，微调电容器的厚度较小并且实现了在患者通道的有限内部空间中的较小深度。

按照本实用新型的天线共享了按照本实用新型的微调电容器的优点。

在按照本实用新型的微调电容器的一种可以考虑的实施形式中，所述微调电容器具有第三电极。所述第三电极和第二电极基本上相互平行地布置。前述的第一电极和第二电极的平行性在此适用。

在第三电极和第二电极之间同样布置有具有高耐压强度的绝缘材料和具有低介电损耗的电介质。在前文中所阐述的内容也适用于此。可以考虑的是，(第三电极和第二电极之间的)绝缘材料和/或电介质与第一电极和第二电极之间的绝缘材料和/或电介质一体件式地设计。第二电极和/或电介质相对于第三电极是这样可移动的，使得第三电极的表面沿着第三电极的面法线在第二电极表面和/或电介质上的投影的面积是可改变的，其中，第一电极和第三电极之间是相互电绝缘的。在此例如可行的是，第一电极和第二电极构成了第一电容器并且第二电极和第三电极构成了第二电容器。所述第一电容器和第二电容器在此通过第二电极的导体串联。

第三电极的引入以有利的方式实现了，将微调电容器中的机械运动与电接头分开并且因此提高了可靠性和性能。

在按照本实用新型的微调电容器的一种可行的实施形式中，第一电极和第三电极具有用于与天线导电连接的接头。

由于第二电极可相对于第一电极和第三电极移动，可以以有利的方式与不移动的第一电极和第三电极进行导电连接。所述导电连接因此可以用低损耗的材料例如宽的导体面刚性地设计，所述导体面被钎焊、熔焊或者夹紧。也可以考虑的是，第一电极和第三电极与相邻的天线结构一体件式地设计。

在按照本实用新型的微调电容器的一种可以考虑的实施形式中，第一电极和第三电极并排地相对第二电极的第一表面布置。换而言之，第一电极和第三电极布置在第二电极的同一侧。在此，第一电极和第三电极在第二电极的第一表面上沿第一表面的面法线的投影形成了非空的交集，也就是第一电极和第三电极至少有部分平面以平板电容器的形式与第二(部分)电极对置并且构成可通过第二电极的相对运动改变的电容。

第一电极和第三电极以有利的方式与第二电极构成了两个串联的电容，所述电容可通过第二电极的相对运动改变。第一电极和第三电极并排或者说相邻的布置实现了平的构造，这种微调电容器的接头尤其布置在平面内。

在按照本实用新型的微调电容器的一种可行的实施形式中，第一电极和 /或第三电极从多个侧面在周向部分地包围第二电极。第一电极和/或第三电极优选以例如U形从三个侧面包围第二电极。在此可以考虑的是，第二电极被第一电极和第三电极分别U形地包围，因此第二电极除了一条缝隙之外被第一电极和第三电极包络，在所述缝隙处第一电极和第三电极通过绝缘材料或者电压保险的间距分开。第二电极仅能够平行于U形的第一电极和第三电极移动，从而使所述第二电极离开由第一电极和第三电极包围的空间并以此方式减小了第一电极和第三电极之间的电容。

从多个侧面包围第二电极的第一电极和/或第三电极的形状以有利的方式实现了，在没有显著增加空间需求的情况下增大微调电容器的电容量，并同时提供用于第二电极的相对运动的机械导引。

在按照本实用新型的微调电容器的其它实施形式中，第一电极和第三电极与第二电极的相对置的第一表面和第二表面相对地布置。所述第一表面和第二表面尤其不是第二电极的窄侧，而优选是第二电极具有最大面积的表面。例如所述第一表面和第二表面可以是指基本为二维的导体、如平面的或者弯曲的板件的上侧面和下侧面。换而言之，分别通过位于其间的绝缘体和 /或电介质分隔开的第一电极、第二电极和第三电极构成了堆叠。

堆叠式的布置以有利的方式提供了在横向上特别紧凑的构造。

在按照本实用新型的微调电容器的一种可行的实施形式中，所述微调电容器具有调节装置，所述调节装置设置用于将第二电极和/或电介质布置在可变的、预先确定的相对于第一电极的相对位置中。

通过电极和/或电介质的可变的预设位置能够以有利的方式将微调电容器的电容量调节至预设的值。

在按照本实用新型的微调电容器的一种可以考虑的实施形式中，调节装置设计用于使第二电极沿着几何轴线基本上平行于第一表面移动。例如螺杆或者螺栓能够使电极和/或电介质沿着几何轴线移动。线性导引意义上的轴因此不是必要的。

沿着几何轴线平行于电极延伸的移动以有利的方式实现了微调电容器特别紧凑和扁平的构造。

在按照本实用新型的微调电容器的一种可行的实施形式中，所述微调电容器具有夹紧装置，所述夹紧装置设计用于将第一电极、第二电极、绝缘材料和电介质彼此压紧。微调电容在此优选具有导引元件、例如销钉，所述销钉确保第一电极和(必要时)第三电极不横向于夹紧装置的力方向运动。

夹紧装置以有利的方式实现了，在第二电极和/或电介质相对运动时也保持电极之间的距离恒定，并且同时通过恒定的预设压紧力限定用于在调整时相对运动的力。

附图说明

结合以下对在附图中详细阐述的实施例的描述，上文描述的本实用新型的特性、特征和优点，以及如何实现所述特性、特征和优点的方式方法将会更清楚明了易懂。在附图中：

图1示意性地示出了带有按照本实用新型的微调电容器的按照本实用新型的天线；

图2示意性地示出了按照本实用新型的微调电容器的实施形式；

图3示意性地示出了剖切按照本实用新型的微调电容器的实施形式得到的横截面；

图4示意性地示出了剖切按照本实用新型的、带有调节装置的微调电容器的实施形式得到的纵截面；

图5示意性地示出了剖切按照本实用新型的、带有夹紧装置的微调电容器的实施形式得到的横截面。

具体实施方式

在图1中示出了按照本实用新型的天线10的示例性的实施形式。此处涉及的是所谓的鸟笼天线(Birdcage-Antenne)，所述天线通常作为体线圈布置在磁共振断层摄影装置的患者通道(Patientendurchführung)中。天线10由导体元件11构成，所述导体元件在患者通道壁上沿Z方向平行于场磁体的磁场B0布置。(导体)杆在端部通过传导的环12连接，其中，为了产生相位移以及由此产生圆形的B1磁场，所述环12是间断的并且中断处例如由电容 13桥接。由于电容13及其在患者通道中的安装具有制造公差，因此需要附加地设置按照本实用新型的微调电容器50以补偿电容器13并且由此在环的中断处补偿天线10。

在图2中示出了嵌入按照本实用新型的天线10中的按照本实用新型的微调电容器50的实施形式。出于直观性的原因，固定的电容13未示出。

在环12的环形段之间的中断处中布置有第一电极51和第三电极53，其中每个电极和其它的环形段12导电连接。为了改善天线10的性能，所述连接优选设计为大面积的并且具有低电感和低电阻。在此甚至可以考虑的是，将第一电极51和/或第三电极53与环形段12一体件式地设计。在此，为了防止在天线10处施加高功率时出现飞弧，第一电极51和第三电极53通过绝缘体54和/或空气间隙分隔开。

在图2中，在下部布置有第二电极52，所述第二电极通过绝缘体54与第一电极51和第三电极53分开。绝缘体54在此同时用作低损失的电介质。同样可以考虑的是，例如将耐高电压的绝缘体54和电介质由不同的材料设计成叠置的层。所述绝缘体54可设计为插口或者凹处，第二电极52能够沿标示的方向平行于第一电极51和第三电极53移动到所述插口中。也可考虑附加的、使第二电极52能够平行于第一电极51和第三电极53运动的保持设计结构或者导引件。以此方式能够分别使第一电极51和第三电极53与第二电极52重叠的面的大小改变，并能够由此调节微调电容器50的电容量。总电容量由两个电容的串联得出，所述电容由第一电极51和第二电极52以及第二电极52和第三电极53构成。

在图3中示出了按照本实用新型的微调电容器的实施例的横截面。相同的附图标记在此代表相同的对象。

图3所示的实施形式与图2所示的实施形式的区别在于，第一电极51 和第三电极53不是平板，而是两个由板条连接的板，所述的两个板分别共同构成了向侧面开口的U形。两个U形的电极以U形的开口相互对置并且由此构成了几乎封闭的内部空间，所述内部空间仅在用于将第一电极51和第三电极53绝缘所必要的分隔缝隙处是敞开的。绝缘体54位于内部空间中，如图2已经显示的那样，所述绝缘体形成用于第二电极52的插口。第一电极51和第三电极53的U形形状加倍了与第二电极52相对的面积并在相同的尺寸下实现了微调电容器50加倍的电容量或者相反地在电容量相同时减小了尺寸。第二电极52(在面法线方向上)朝向或者远离其它电极的间隙对于电容量的影响明显减小，因为由于对称的原因，其中一侧的电容量的增大会被对置侧的电容量的减小补偿。除此之外微调电容器在机械上是特别牢固的。

图4示出了图3中按照本实用新型的、带有调节装置的微调电容器的另一实施形式沿直线A剖切得到的示意性的纵截面。调节装置55在这里设计为螺杆，所述螺杆啮合入贯穿第二电极52的孔的螺纹中。螺杆例如通过两个锁紧环、开口销或者防松螺母可转动地锚固在绝缘体54中。以此方式能够通过螺杆绕其自身轴线的转动对第二电极52施加力，由此使所述第二电极在插口中沿着螺杆运动并且改变第一电极51和第二电极52之间以及第三电极53和第二电极52之间对置的面积并且因此改变微调电容器50的电容量。也可以考虑第二电极52的其它机械驱动，例如齿条，在不可进入的位置也可行的是气动驱动或者液压驱动，电极因此可以像双冲程活塞那样移动。

图5示出了横向于第二电极52的运动方向剖切按照本实用新型的微调电容器的一种可行实施形式得到横截面。在该实施形式中，微调电容器具有导引元件57，所述导引元件以销钉的形式布置在第一电极51和第二电极52 的两侧。在图5中设置了用作夹紧装置56的板式弹簧，所述板式弹簧被销钉的止挡绷紧并且将承载材料58压向绝缘体54和第二电极52并且由此实现第二电极52和第一电极51之间恒定且最小的距离。也可以考虑的是其它的弹性元件，例如螺旋弹簧。

在图5所示的实施例中没有设置第三电极53，而是第二电极52自身配设有用于导电连接的柔性接头，例如环形段。也可行的是，第二电极设计为不可移动的，而在第一电极51和第二电极52之间的堆垛中可移动地布置独立的电介质，并且所述电介质可以从堆垛中抽出以改变微调电容器的电容量，正如图4以及示例性地针对第二电极所示出的那样。

也可以考虑的是，例如在图2或者图3所示的实施例中布置夹紧装置56。

尽管通过优选的实施例详细地说明和阐述了本实用新型，然而本实用新型并不局限于所公开的示例，本领域技术人员可以在不脱离本实用新型的保护范围的情况下推导出其它的变型方案。

Claims (11)

1.一种用于磁共振断层摄影装置的天线(10)的微调电容器，其中，所述微调电容器(50)具有第一电极(51)和第二电极(52)，其中，所述第一电极(51)和第二电极(52)基本上相互平行地布置，其中，在所述第一电极(51)和第二电极(52)之间布置有具有高耐压强度的绝缘材料(54)和具有低介电损耗的电介质，并且第二电极(52)和/或电介质能够相对于第一电极(51)这样运动，使得第一电极(51)的表面沿着第一电极(51)的面法线在第二电极(52)的表面和/或电介质上的投影的面积是可变的。

2.按权利要求1所述的微调电容器，其特征在于，所述微调电容器(50)具有第三电极(53)，其中，所述第三电极(53)和第二电极(52)基本上相互平行地布置，在第三电极(53)和第二电极(52)之间布置有具有高耐压强度的绝缘材料(54)和具有低介电损耗的电介质，并且第二电极(52)和/或电介质能够相对于第三电极这样运动，使得第三电极(53)的表面沿着第三电极(53)的面法线在第二电极(52)的表面和/或电介质上的投影的面积是可变的，其中，第一电极(51)和第三电极(53)之间是相互电绝缘的。

3.按权利要求2所述的微调电容器，其特征在于，第一电极(51)和第三电极(53)具有用于与天线导电连接的接头。

4.按权利要求2或3所述的微调电容器，其特征在于，第一电极(51)和第三电极(53)并排地与第二电极(52)的第一表面相对地布置。

5.按权利要求2或3所述的微调电容器，其特征在于，第一电极(51)和/或第三电极(53)从多个侧面在部分周向上包围第二电极(52)。

6.按权利要求2或3所述的微调电容器，其特征在于，第一电极(51)和第三电极(53)与第二电极(52)的对置的第一表面和第二表面相对地布置。

7.按权利要求4所述的微调电容器，其特征在于，所述微调电容器(50)具有调节装置(55)，所述调节装置设计用于将第二电极(52)和/或电介质布置在相对于第一电极(51)的可变的预设的相对位置中。

8.按权利要求7所述的微调电容器，其特征在于，所述调节装置(55)设计用于使第二电极(52)沿着轴基本上平行于第一表面地移动。

9.按权利要求1至3之一所述的微调电容器，其特征在于，所述微调电容器(50)具有夹紧装置(56)，所述夹紧装置设计用于将第一电极(51)、第二电极(52)、绝缘材料(54)和电介质相互压紧。

10.按权利要求1所述的微调电容器，其特征在于，所述微调电容器是体线圈。

11.一种用于磁共振断层摄影装置的天线，其特征在于，所述天线(10)具有按权利要求1至10之一所述的、用于调整天线的微调电容器(50)。