CN211741538U - 一种用于磁共振成像的线圈组合装置及设备 - Google Patents

Abstract

本申请涉及磁共振成像领域，涉及一种用于磁共振成像的线圈组合装置及设备，所述装置包括，物理分离部，包含有第一电路单元；物理固定部，包含第二电路单元；物理分离部以能更换的方式安装于物理固定部上，并且物理分离部与物理固定部通过发射线圈电路的部分一的连接端子一与发射线圈电路的部分二的连接端子二，以及接收线圈电路的部分一的连接端子一接收线圈电路的部分二的连接端子二的部分连接或全部连接，以保证发射线圈电路单元的完整和接收线圈至少两个通道单元电路的完整。该线圈装置可对不同人群的不同部位进行成像并且不用整体更换线圈，射频功放功率低节约成本；同时适用于超导高场系统与低场永磁系统。

Description

一种用于磁共振成像的线圈组合装置及设备

技术领域

本申请涉及磁共振成像领域，涉及线圈，具体涉及一种用于磁共振成像的线圈组合装置及设备。

背景技术

在磁共振扫描成像时，其中影响图像质量的关键因素之一是射频线圈(发射线圈和接收线圈)，射频线圈作为射频接收链的最前端对成像质量的作用举足轻重。改变接收线圈内部尺寸即接收线圈的填充率直接影响图像分辨率和信噪比。

为了快速获取高质量的清晰图像，市场上主要是通过收发分离式线圈(发射和接收线圈从结构上是分开的线圈设计)和收发一体两类线圈组合，然后根据被扫描人体的不同部位进行设计不同的线圈，比如肢体部位线圈、头颅线圈、体线圈等。

但本申请申请人在实现本申请实施例中申请技术方案的过程中，发现上述技术至少存在如下技术问题：

现有线圈一方面，功能单一，在扫描不同部位时会频繁整体更换线圈导致扫描时间增加，有时为了缩短扫描时间通常会用同一线圈对不同人群的同一部位扫描，这样就会有一部分因扫描部位与接收线圈的填充率低而导致图像信噪比和分辨率不能得到保证。比如扫描头颅用头颅线圈：由于扫描人群不同，婴儿和成人头颅大小有明显区别，最后会因婴儿头颅与接收线圈的匹配度低而导致图像分辨率和清晰度不能达到预期要求。若要为此提高图像质量就得更换与婴儿头颅匹配的线圈，但这样一天下来频繁更换线圈会极大降低工作效率。

另一方面，由于发射功率的路径损耗是随着传输距离增大而增大，因此收发分离式线圈的发射线圈与接收线圈距离关系导致射频功放的有效工作效率较低，需要匹配较大功率的射频功放(永磁射频功放一般大于2000W)这样会导致成本增加。虽然市场上现在还有一种线圈是软线圈可以对多种部位进行图像扫描，由于此类线圈对磁场的要求很高，目前该类线圈仅应用于高场超导磁共振系统，而不能应用到低场永磁系统。

实用新型内容

针对目前市场上存在的以上问题：功能单一、更换操作繁琐、填充率低，射频功率功耗高使成本增加，本申请提供一种用于磁共振成像的线圈组合装置及设备，该线圈装置在保证图像质量的前提下既具备发射又具备接收功能，并且可对不同人群的不同部位进行成像并且不用整体更换线圈，又因该组合装置在MRI整机系统里适用于扫描不同人群且工作方式均为收发一体，这样对射频功放的功率要求就可大大降低，因此节约成本；同时，该装置不但可以适用于超导高场系统，低场永磁系统也同样适用。

本申请实施例提供了一种用于磁共振成像的线圈组合装置，包括，

第一电路单元，具有n1个发射线圈电路的部分一与N1个接收线圈电路的部分一；

物理分离部，包含有第一电路单元，并设有n1个发射线圈电路的部分一的连接端子一，与N1个接收线圈电路的部分一的连接端子一；

第二电路单元，具有n2个发射线圈电路的部分二与N2个接收线圈电路的部分二；

物理固定部，包含第二电路单元，并设有n2个发射线圈电路的部分二的连接端子二，与N2个接收线圈电路的部分二的连接端子二；

物理分离部以能更换的方式安装于物理固定部上，并且物理分离部与物理固定部通过发射线圈电路的部分一的连接端子一连接于发射线圈电路的部分二的连接端子二；接收线圈电路的部分一的连接端子一与接收线圈电路的部分二的连接端子二的部分连接或全部连接，以保证发射线圈电路的部分一与发射线圈电路的部分二连接后形成至少一个完整的发射线圈电路；接收线圈电路的部分一与接收线圈电路的部分二连接后形成至少两个完整的接收线圈电路。

作为本申请改进的技术方案，n1为1或2，N1≥4且为偶数。

作为本申请改进的技术方案，n2＝n1，N2≥N1，且N1与N2均为偶数。

作为本申请改进的技术方案，N2个接收线圈电路的部分二的连接端子二分设于物理固定部的两侧。

作为本申请改进的技术方案，物理分离部有若干个，每个物理分离部在安装物理固定部后形成一种规格的射频线圈。

作为本申请改进的技术方案，物理固定部上设有n2加N2个卡槽座，其中，n2个卡槽座中均设有发射线圈电路的部分二的连接端子二，N2个卡槽座中均设有接收线圈电路的部分二的连接端子二；物理分离部上设有n1加N1个卡槽公头，其中，n1个卡槽公头上设有发射线圈电路的部分一的连接端子一，N1 个卡槽公头上设有接收线圈电路的部分一的连接端子一；其中，n2＝n1，N2不小于N1，且N2为偶数；物理分离部通过卡槽公头安装于物理固定部的卡槽座上，并保证n1个发射线圈电路的部分一的连接端子一对应于有n1个发射线圈电路的部分二的连接端子二，N1个接收线圈电路的部分一的连接端子一对应于N1个接收线圈电路的部分二的连接端子二。

作为本申请改进的技术方案，所有的连接端子均包括导电弹片，发射线圈电路的部分一的连接端子一与发射线圈电路的部分二的连接端子二，以及接收线圈电路的部分一的连接端子一接收线圈电路的部分二的连接端子二的连接均通过导电弹片实现。

作为本申请改进的技术方案，第一电路单元与第二电路单元通过物理分离部与物理固定部连接后形成收发一体线圈，收发一体线圈中发射线圈为马鞍型线圈结构；收发一体线圈中接收线圈为螺线管型线圈结构；收发一体线圈中接收线圈被收发一体线圈中发射线圈包围，并且在空间位置上二者保持间距。

作为本申请改进的技术方案，物理分离部中第一电路单元采用绝缘材料的壳体包覆，物理固定部中第二电路单元采用绝缘材料的壳体包覆。

本申请的另一目的在于提供一种用于磁共振成像的设备，包括前述的用于磁共振成像的线圈组合装置。

本申请实施例中提供的一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果或优点：

1、本申请通过对第一电路单元所在的线圈物理分离部规格(线圈尺寸形状)不同设计，可以对不同类型人群待测的部位进行扫描，有效提高不同待测对象的成像质量。

2、本申请的线圈组合装置根据扫描部位的不同，合理匹配不同规格的线圈物理分离部可以显著提高图像质量。

3、本申请的线圈组合装置中物理固定部与每一个物理分离部均采用收发一体设计，对射频功放的功率规格要求大大降低，节约了成本。

4、本申请采用物理分离部与物理固定部，并在二者中分设收发一体线圈的部分电路单元，通过物理分离部的更换(其内对应的第一电路单元更换)满足不同磁共振系统的应用。

5、本申请的物理分离部与物理固定部的连接端子采用卡槽座与卡槽公头的连接方式，有效保证物理分离部更换的便捷性，同时保证物理分离部上的连接端子与物理固定部上的连接端子得到良好连接，保证射频线圈的使用性能；尤其是连接端子采用导电弹片。

6、本申请采用物理分离部与物理固定部，并在二者中分设收发一体线圈的部分电路单元，保证线圈的更换速度，与更换后线圈的成像质量。

7、本申请的物理分离部与物理固定部的连接端子采用卡槽公头与卡槽对插方式连接，即保证物理分离部与物理固定部在安装过程中的便捷性、稳定性，也是的二者中的电路单元具有良好的接触，保证了磁共振成像的质量。

综上，本申请提供一种用于磁共振成像的线圈组合装置及设备能解决现有技术中线圈功能单一、更换操作繁琐、填充率低，射频功率功耗高使成本增加的问题，实现在保证图像质量的前提下既具备发射又具备接收功能，并且可对不同人群的不同部位进行成像并且不用整体更换线圈，射频功放功率低节约成本；同时，该装置不但可以适用于超导高场系统，低场永磁系统也同样适用。

应当理解，前述构思以及在下面更加详细地描述的额外构思的所有组合只要在这样的构思不相互矛盾的情况下都可以被视为本公开的实用新型主题的一部分。

结合附图从下面的描述中可以更加全面地理解本实用新型教导的前述和其他方面、实施例和特征。本实用新型的其他附加方面例如示例性实施方式的特征和/或有益效果将在下面的描述中显见，或通过根据本实用新型教导的具体实施方式的实践中得知。

附图说明

附图不意在按比例绘制。在附图中，在各个图中示出的每个相同或近似相同的组成部分可以用相同的标号表示。为了清晰起见，在每个图中，并非每个组成部分均被标记。现在，将通过例子并参考附图来描述本实用新型的各个方面的实施例，其中

图1绘示本申请用于磁共振成像的线圈组合装置结构示意图；

图2绘示本申请用于磁共振成像的线圈组合装置一种物理固定部结构示意图；

图3绘示本申请用于磁共振成像的线圈组合装置另一种物理固定部结构示意图；

图4绘示本申请用于磁共振成像的线圈组合装置物理分离部结构示意图；

图5绘示本申请物理固定部与物理分离部卡槽座与卡槽公头连接结构分离示意图；

图6绘示一种第一电路单元与第二电路单元连接后的线圈结构示意图。

图中：1.物理分离部；2.物理固定部；3.发射线圈电路的部分二的连接端子二；4.接收线圈电路的部分二的连接端子二；5.发射线圈电路的部分一的连接端子一，6.接收线圈电路的部分一的连接端子一；7.发射线圈电路的部分一；8. 第一个接收线圈电路的部分一；9.第二个接收线圈电路的部分一；10.发射线圈电路的部分二；11.第一个接收线圈电路的部分二；12.第二个接收线圈电路的部分二。

具体实施方式

为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例的附图,对本申请实施例的技术方案进行清楚、完整地描述。显然,所描述的实施例是本申请的一部分实施例,而不是全部的实施例。基于所描述的本申请的实施例,本领域普通技术人员在无需创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例,都属于本申请保护的范围。除非另作定义,此处使用的技术术语或者科学术语应当为本申请所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。

如图1所示，本申请的用于磁共振成像的线圈组合装置由固定部分和线圈分离部分组成，线圈固定部分与线圈分离部通过接插件将两部分连接在一起使其该装置具备发射和接收功能，然后通过自由更换线圈分离部分可对人体大小不同的多个部位实现优质图像扫描。其具有的有益效果为：可以针对不同对象实时进行线圈更换，且不影响线圈的性能，保证成像质量。

为了更好的理解上述技术方案，下面将结合说明书附图以及具体的实施方式对上述技术方案进行详细的说明。

一种用于磁共振成像的线圈组合装置，包括，

第一电路单元，具有n1个发射线圈电路的部分一与N1个接收线圈电路的部分一；n1为1或2，N1为≥4且为偶数；

物理分离部(即为前述的线圈分离部)，包含有第一电路单元，并设有n1 个发射线圈电路的部分一的连接端子一，与N1个接收线圈电路的部分一的连接端子一；

第二电路单元，具有n2个发射线圈电路的部分二与N2个接收线圈电路的部分二；n2＝n1，N2≥N1，且N1与N2均为偶数；

物理固定部(即为前述固定部分)，包含第二电路单元，并设有n2个发射线圈电路的部分二的连接端子二，与N2个接收线圈电路的部分二的连接端子二；

其中，发射线圈电路的部分一与发射线圈电路的部分二连接后形成一个完整的发射线圈电路；

接收线圈电路的部分一与接收线圈电路的部分二连接后形成一个完整的接收线圈电路；

物理分离部以能更换的方式安装于物理固定部上，并且物理分离部与物理固定部通过发射线圈电路的部分一的连接端子一与发射线圈电路的部分二的连接端子二，以及接收线圈电路的部分一的连接端子一接收线圈电路的部分二的连接端子二的部分连接或全部连接，以保证发射线圈具有至少一个完整电路单元和接收线圈至少两个通道单元电路的完整。

具体应用时，更优选地方式是发射线圈的电路数固定，即第一电路单元与第二电路单元中均只设1个发射线圈电路的部分一和1个发射线圈电路的部分二；或只设2个发射线圈电路的部分一和2个发射线圈电路的部分二。即第一电路单元与第二电路单元中发射线圈电路是固定的。而第二电路单元中接收线圈电路是固定的，第一电路单元中接收线圈电路是非固定的。

两个电路单元的设置使得发射线圈连接完整后是固定存在，通过变化连接后具有完整数量的接收线圈数量实现不同对象的进行适配，并且物理分离部的物理尺寸根据实际经验设定，但每种尺寸的物理分离部具有相同的电路，而每种型号的物理分离部中电路根据实际情况布设，每种型号的物理分离部具有不同尺寸，通过物理分离部设置保证不同人群的核磁成像质量。

为了电路的完整性，也为了简化结构，优选地，N2个接收线圈电路的部分二的连接端子二分设于物理固定部的两侧。

本实施例中，通过更换物理分离部使得连接端子一与发射线圈电路的部分二的连接端子二，以及接收线圈电路的部分一的连接端子一接收线圈电路的部分二的连接端子二的部分连接或全部连接，对人体大小不同的多个部位实现优质图像扫描。

优选地，n2＝n1，N2≥N1，且N1与N2均为偶数；目的在于，使本线圈组合装置中对应的线圈通道实现完整的电路连接；保证物理固定部和物理分离部发射线圈电路单元数量相等，用于该组合装置实现线性或正交发射；物理固定部上的接收线圈电路单元数量不小于物理分离部上接收线圈电路单元数量，以保证物理固定部上的接收线圈电路单元数量可以与多种不同规格的物理分离部上接收线圈匹配，而物理分离部的外形型号可根据待测部位设置为不同规格。

优选地，物理分离部有若干个，每个物理分离部在安装物理固定部后形成一种规格的射频线圈。具体如图3与图4所示两种型号的物理分离部，所述线圈分离部分可以根据扫描部位的不同和大小的不同自由更换，线圈部分包含有多个不同的规格(根据需要可以配置大、中、小头线圈，大、中、小四肢关节线圈等)，通过改变线圈分离部分的不同规格与线圈固定部分进行组合来满足对不同部位扫描的需要。合理匹配线圈分离部分可以提高图像质量。

实际应用中，线圈固定部分(物理固定部)-如图2所示，其作用是固定在磁体扫描腔体的指定位置与线圈分离部分(物理分离部)组合在一起，使组合后的线圈(第一电路单元与第二电路单元组合成的收发一体线圈)处于扫描空间的中心位置，该线圈固定部分可以与线圈分离部分的不同规格进行组合，线圈固定部分与线圈分离部分通过接插件实现该线圈的机械连接和电气连接，该线圈固定部分需要和线圈分离部分组合共同实现射频的发射和接收。

为了完整结构，保证操作过程的安全性，物理分离部中第一电路单元采用绝缘材料的壳体包覆，物理固定部中第二电路单元采用绝缘材料的壳体包覆。或者可表述为，所述线圈壳体材质为绝缘非导电性材质(如工程塑料)，所述线圈壳体材质为绝缘非导电性材质(如工程塑料)。

基于前述内容，物理分离部与物理固定部的连接方式表现如下：

例1

线圈固定部(物理固定部)与线圈分离部(物理分离部)的连接，见图5，所述线圈分离部的壳体接合面处接插件，即与所述线圈固定部分壳体结合处设置有多个卡槽座，在线圈固定部分壳体接合面处接插件，即与线圈分离部分的壳体结合处设置有多个卡槽公头，所述线圈卡槽座、卡槽公头分别被固定在上下线圈壳体(物理分离部与物理固定部)的结合面上，所述卡槽座、卡槽公头在线圈壳体内部连接线圈相应的通道，在线圈壳体上下线圈结合处卡槽座容纳卡槽公头且相应位置处对应机械连接。并且，所述线圈固定部分通道数量和接插件数量不少于线圈分离部分通道和接插件数量。以上线圈的连接不限于卡槽公头与卡槽的连接，也可以是pin针式接插件连接，铜柱加铜槽结构连接。

具体表现为：物理固定部2上设有n2加N2个卡槽座，其中，n2个卡槽座中均设有发射线圈电路的部分二的连接端子二3，N2个卡槽座中均设有接收线圈电路的部分二的连接端子二4；物理分离部1上设有n1加N1个卡槽公头，其中，n1个卡槽公头上设有发射线圈电路的部分一的连接端子一5，N1个卡槽公头上设有接收线圈电路的部分一的连接端子一6；其中，n2＝n1，N2≥N1，且N1与N2均为偶数；物理分离部通过卡槽公头安装于物理固定部的卡槽座上，并保证n1个发射线圈电路的部分一的连接端子一对应于有n1个发射线圈电路的部分二的连接端子二，N1个接收线圈电路的部分一的连接端子一对应于N1个接收线圈电路的部分二的连接端子二。

为了保证收发一体线圈连接后线圈的性能，卡槽公头表面设有导体，导体为金手指结构，卡槽座内部装有导电良好无磁性导电弹片以对插方式与卡槽公头实现线圈上下两部分的电气连接。

或者，所有的连接端子均包括导电弹片，发射线圈电路的部分一的连接端子一5与发射线圈电路的部分二的连接端子二3，以及接收线圈电路的部分一的连接端子一6与接收线圈电路的部分二的连接端子二4的连接均通过导电弹片实现。

例2

所有的连接端子均包括导电弹片(连接端子上导电弹片的安装方式属于现有技术，本申请不再详述，并省略相关附图，但并不表示本申请的技术方案不完整或不清楚)，发射线圈电路的部分一的连接端子一与发射线圈电路的部分二的连接端子二，以及接收线圈电路的部分一的连接端子一接收线圈电路的部分二的连接端子二的连接均通过导电弹片实现。其实现物理分离部与物理固定部的快速简便的连接。或者，物理分离部与物理固定部上的各连接端子采用 pin针接插件方式连接。

基于前述内容，第一电路单元与第二电路单元通过物理分离部与物理固定部连接后形成收发一体线圈具有如下结构。

收发一体线圈中发射线圈为马鞍型结构，收发一体线圈中接收线圈为螺线管型结构、收发一体线圈中接收线圈被收发一体线圈中发射线圈包围，并且在空间位置上二者保持间距。由于发射与接收线圈的结构位置关系+可根据扫描人体的不同可自由更换线圈分离部分，因此MRI整机要求是不需要很高功率的射频功放就可实现符合系统要求的图像质量。

示例：收发一体线圈电路(第一电路单元与第二电路单元连接后)结构示意图-图6：线圈一为发射线圈(发射线圈电路的部分一7与发射线圈电路的部分二10连接后组成)，线圈结构为鞍型；线圈二(第一个接收线圈电路的部分一8与第一个接收线圈电路的部分二11连接后组成)和线圈三(第二个接收线圈电路的部分一9与第二个接收线圈电路的部分二12连接后组成)2个接收线圈，结构类型为螺线管型被包含在线圈一里面。具体的是本示例中采用的是2个螺线管线圈结构，射频场一致属于相控阵线圈的设计思路。当收发一体线圈电路采用鞍型+螺线管结构这两种线圈组合在一起，其射频场方向垂直相交，这属于正交线圈的设计思路，鞍型+螺线管结构这两种线圈组合在一起现有技术中还有多种方案，而在本申请的申请日以前公布的所有方案均可应用于此，故本文中对鞍型+螺线管结构这两种线圈组合的结构不再详述，但并不表示该技术方案不清楚，本申请仅是对鞍型+螺线管结构这两种线圈组合进行应用，而具体的改进不属于本申请的保护重点。

实施例3

一种用于磁共振成像的设备，包括前述任一一种用于磁共振成像的线圈组合装置。即包含任何能够采用本申请磁共振成像的线圈组合装置的核磁共振检测设备。

虽然本实用新型已以较佳实施例揭露如上，然其并非用以限定本实用新型。本实用新型所属技术领域中具有通常知识者，在不脱离本实用新型的精神和范围内，当可作各种的更动与润饰。因此，本实用新型的保护范围当视权利要求书所界定者为准。

Claims (10)

1.一种用于磁共振成像的线圈组合装置，其特征在于，包括，

第一电路单元，具有n1个发射线圈电路的部分一与N1个接收线圈电路的部分一；

物理分离部，包含有第一电路单元，并设有n1个发射线圈电路的部分一的连接端子一，与N1个接收线圈电路的部分一的连接端子一；

第二电路单元，具有n2个发射线圈电路的部分二与N2个接收线圈电路的部分二；

物理固定部，包含第二电路单元，并设有n2个发射线圈电路的部分二的连接端子二，与N2个接收线圈电路的部分二的连接端子二；

物理分离部以能更换的方式安装于物理固定部上，并且物理分离部与物理固定部通过发射线圈电路的部分一的连接端子一连接于发射线圈电路的部分二的连接端子二；接收线圈电路的部分一的连接端子一与接收线圈电路的部分二的连接端子二的部分连接或全部连接，以保证发射线圈电路的部分一与发射线圈电路的部分二连接后形成至少一个完整的发射线圈电路；接收线圈电路的部分一与接收线圈电路的部分二连接后形成至少两个完整的接收线圈电路。

2.如权利要求1所述的一种用于磁共振成像的线圈组合装置，其特征在于，n1为1或2，N1≥4且为偶数。

3.如权利要求1所述的一种用于磁共振成像的线圈组合装置，其特征在于，n2＝n1，N2≥N1，且N1与N2均为偶数。

4.如权利要求1所述的一种用于磁共振成像的线圈组合装置，其特征在于，N2个接收线圈电路的部分二的连接端子二分设于物理固定部的两侧。

5.如权利要求1所述的一种用于磁共振成像的线圈组合装置，其特征在于，物理分离部有若干个，每个物理分离部在安装物理固定部后形成一种规格的射频线圈。

6.如权利要求1所述的一种用于磁共振成像的线圈组合装置，其特征在于，物理固定部上设有n2加N2个卡槽座，其中，n2个卡槽座中均设有发射线圈电路的部分二的连接端子二，N2个卡槽座中均设有接收线圈电路的部分二的连接端子二；物理分离部上设有n1加N1个卡槽公头，其中，n1个卡槽公头上设有发射线圈电路的部分一的连接端子一，N1个卡槽公头上设有接收线圈电路的部分一的连接端子一；其中，n2＝n1，N2不小于N1，且N2为偶数；物理分离部通过卡槽公头安装于物理固定部的卡槽座上，并保证n1个发射线圈电路的部分一的连接端子一对应于有n1个发射线圈电路的部分二的连接端子二，N1个接收线圈电路的部分一的连接端子一对应于N1个接收线圈电路的部分二的连接端子二。

7.如权利要求1所述的一种用于磁共振成像的线圈组合装置，其特征在于，所有的连接端子均包括导电弹片，发射线圈电路的部分一的连接端子一与发射线圈电路的部分二的连接端子二，以及接收线圈电路的部分一的连接端子一接收线圈电路的部分二的连接端子二的连接均通过导电弹片实现。

8.如权利要求1所述的一种用于磁共振成像的线圈组合装置，其特征在于，第一电路单元与第二电路单元通过物理分离部与物理固定部连接后形成收发一体线圈，收发一体线圈中发射线圈为马鞍型线圈结构；收发一体线圈中接收线圈为螺线管型线圈结构；收发一体线圈中接收线圈被收发一体线圈中发射线圈包围，并且在空间位置上二者保持间距。

9.如权利要求1所述的一种用于磁共振成像的线圈组合装置，其特征在于，物理分离部中第一电路单元采用绝缘材料的壳体包覆，物理固定部中第二电路单元采用绝缘材料的壳体包覆。

10.一种用于磁共振成像的设备，其特征在于，包括如权利要求1所述的用于磁共振成像的线圈组合装置。

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