CN212514976U - 一种采用正交去耦单元对技术的手线圈 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种采用正交去耦单元对技术的手线圈，包括若干组线圈单元对，每组线圈单元对均由一个手心侧线圈单元和一个手背侧线圈单元共两个线圈单元构成，并且每组线圈单元对中的两个线圈单元，其中一个线圈单元为“0”字型线圈单元，另一个线圈单元为“8”字型线圈单元，“8”字型线圈单元交叉处的两条线圈段相互绝缘布置；每组线圈单元对中,环形线圈单元在手掌厚度方向的投影面积均与“8”字型线圈单元在手掌厚度方向的投影面积部分重叠。本申请能够优化手心侧线圈单元和手背侧线圈单元间的耦合干扰问题，从而提升手掌的磁共振成像质量。

Description

一种采用正交去耦单元对技术的手线圈

技术领域

本申请涉及一种采用正交去耦单元对技术的手线圈。

背景技术

磁共振系统是一种医学成像设备，其中射频(RF，Radio Frequency)接收线圈是磁共振系统的一个非常重要的部件。射频接收线圈在其中的作用可以比喻成人的眼睛，影像的最终清晰度直接跟它的信噪比(灵敏度)成正比。为了提高图像的清晰度(或信噪比，或灵敏度)，一般线圈设计的首要出发点是确定线圈的形状和内腔尺寸，尺寸既不能不太也不能太小。因为如果线圈尺寸太大的话，会降低磁共振图像的清晰度；而太小的话，可能有相当比例的病人特定部位无法放置入线圈内部。所以线圈设计的首要原则是在满足扫描部位或对象的尺寸的情况下，将线圈的尺寸做得尽量贴近扫描部位或对象。比如一个头部线圈的设计，它的尺寸能满足绝大部分病人(比如95％以上的病人)的头部都能放入线圈内即可。

因此，射频接收线圈可根据扫描部位或对象的名称命名，多种多样。在扫描人体不同部位的时候，一般需要用专用的线圈才能获得最好的图像效果，比如扫描头部的线圈称为头部线圈、扫描膝关节的线圈称为膝关节线圈，扫描手部尤其是手掌部的线圈称为手线圈。磁共振扫描采用专用手线圈有助于大幅度提升手部临床图像的性能。如前所述，为了提升手掌的图像性能，需要将手线圈的尺寸做得尽量贴近手掌(手指)，因此理想的手线圈内腔应该呈扁平状，大小略大于偏大号的手掌尺寸即可。为了更进一步的将线圈单元贴近手掌，也可以将手线圈做成2片，一片在掌心侧，另外一片在手背侧，可以通过类似绑带或者其他固定方式，将2片紧紧地贴住手掌，达到最好的贴近效果。

在确定了手线圈的机械形状和尺寸后，线圈单元的分布走向、形状、数目等因素也直接影响着磁共振图像的性能好坏。商业上流行的手线圈，基本采用的都是全由若干个“0”字型环形单元组成的多通道线圈阵列设计，这也是非常惯性的设计思路。

多通道线圈单元之间的耦合是个无法回避的问题，单元间去耦合最佳的方式是部分重合(Overlap)，也就是2个单元之间，有一部分的面积是重合共用了，见图2所示。图中有3个线圈单元，分别是CH1,CH2和CH3，CH1单元内的面积分为2部分，一部分标示了“横线”，另外一部分标示为“星号”，其中标示“星号”的部分是CH1和CH2两个单元的重合部分，理论上，当“星号”的这部分面积为CH1单元总面积的约10％时(跟线圈频率、形状等诸多因素有关，不是非常严谨的数值，大体可以这么参考)，CH1和CH2的去耦合效果是最佳的，偏离了这个10％的值，有2种情况，偏大或者是偏小。重合面积如果是偏大，那么重合的越多，耦合就越严重；如果是偏小，又分为3种情况：1、有重合但不足10％；2、刚好没有重合；3、2个单元没有重合而且相距有一定的距离。第一种情况下，重合面积越小，耦合越大；到第2种情况刚好相贴没有重合时，耦合是最大的；在第三种情况下，随着2个单元的距离加大，耦合又会逐渐减小。

由以上分析可以看出，全由“0”字型环形单元组成的多通道线圈阵列，在设计上存在很大的单元间耦合干扰问题，特别是位于掌心侧和手背侧的2组单元之间。因为手掌手指部分的壳体内腔一定是扁平状的，手心手背的线圈单元距离就会很小，第一无法满足所有单元之间距离都很远的条件，第二10％的重合面积总是很难兼顾，在考虑到单元间无覆盖间隙的情况下，总能在2侧之间找到重合面积不小于50％的单元对(重合面积太大，距离也很近)，这样耦合干扰问题特别严重。针对这种情况，要么采用很繁杂的去耦电路，要么干脆对耦合置之不理，不管怎么处理，对线圈的整体性能都有很大影响。

发明内容

本申请目的是：针对上述问题，提出一种新型结构的采用正交去耦单元对技术的手线圈，其能够优化手心侧线圈单元和手背侧线圈单元间的耦合干扰问题，从而提升手掌的磁共振成像质量。

本申请的技术方案是：

一种采用正交去耦单元对技术的手线圈，包括若干组线圈单元对，每组所述线圈单元对均由一个手心侧线圈单元和一个手背侧线圈单元共两个线圈单元构成，并且每组所述线圈单元对中的所述两个线圈单元，其中一个线圈单元为“0”字型线圈单元，另一个线圈单元为“8”字型线圈单元，所述“8”字型线圈单元交叉处的两条线圈段相互绝缘布置；每组线圈单元对中,所述环形线圈单元在手掌厚度方向的投影面积均与所述“8”字型线圈单元在手掌厚度方向的投影面积部分重叠。

本申请在上述技术方案的基础上，还包括以下优选方案：

在每组线圈单元对中,所述“8”字型线圈单元的中部交叉点在手掌厚度方向上投影于所述“0”字型线圈单元内部。

每组线圈单元对中,所述“0”字型线圈单元与所述“8”字型线圈单元在手掌厚度方向的投影重叠面积等于所述“8”字型线圈单元在手掌厚度方向的投影面积。

每组线圈单元对中,所述“8”字型线圈单元的左环体与所述“0”字型线圈单元在手掌厚度方向的投影重叠面积＝所述“8”字型线圈单元的右环体与所述“0”字型线圈单元在手掌厚度方向的投影重叠面积。

所述线圈单元对共设置至少两组。

所有的所述“0”字型线圈单元均为手心侧线圈单元，所有的所述“8”字型线圈单元均为手背侧线圈单元。

所有的所述“0”字型线圈单元均为手背侧线圈单元，所有的所述“8”字型线圈单元均为手心侧线圈单元。

一部分所述“0”字型线圈单元为手心侧线圈单元，另一部分所述“0”字型线圈单元为手背侧线圈单元。

相邻两个所述手心侧线圈单元部分重合以去耦。

相邻两个所述手背侧线圈单元部分重合以去耦。

本申请的优点是：

本申请提出了一种新的单元形状和分布思路，其将“0”字形线圈单元和“8”字形线圈单元隔着手掌(包括手指)面对面分布，其中一个位于手心侧，另外一个位于手背侧，手掌阵列线圈由若干多个前述结构的线圈单元对组成，这样可以最大程度优化手心侧线圈单元和手背侧线圈单元之间的耦合干扰问题，提升手掌磁共振成像质量。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为三个线圈单元部分重合(Overlap)去耦示意图；

图2为本申请实施例的手线圈中各线圈单元的分布示意图；

图3为本申请实施例中线圈单元对中两个线圈单元的磁通分布示意图，需要说明的是，图3中两个单元的面积明显不等，实际使用时，可适当改变二者的面积大小。

其中：CH1-第一线圈单元，CH2-第二线圈的那样，CH3-第三线圈单元；

1-“0”字型线圈单元，2-“8”字型线圈单元。

具体实施方式

下面通过具体实施方式结合附图对本申请作进一步详细说明。本申请可以以多种不同的形式来实现，并不限于本实施例所描述的实施方式。提供以下具体实施方式的目的是便于对本申请公开内容更清楚透彻的理解，其中上、下、左、右等指示方位的字词仅是针对所示结构在对应附图中位置而言。

然而，本领域的技术人员可能会意识到其中的一个或多个的具体细节描述可以被省略，或者还可以采用其他的方法、组件或材料。在一些例子中，一些实施方式并没有描述或没有详细的描述。

此外，本文中记载的技术特征、技术方案还可以在一个或多个实施例中以任意合适的方式组合。对于本领域的技术人员来说，易于理解与本文提供的实施例有关的方法的步骤或操作顺序还可以改变。因此，附图和实施例中的任何顺序仅仅用于说明用途，并不暗示要求按照一定的顺序，除非明确说明要求按照某一顺序。

本文中为部件所编序号本身，例如“第一”、“第二”等，仅用于区分所描述的对象，不具有任何顺序或技术含义。而本申请所说“连接”、“联接”，如无特别说明，均包括直接和间接连接(联接)。

图2和图3示出了本申请这种手线圈的一个优选实施例，其包括六个手心侧线圈单元和六个手背侧线圈单元，每一个手心侧线圈单元均与对应的一个手背侧线圈单元在手掌厚度方向上部分重叠布置从而构成一组线圈单元对，这样两个手心侧线圈单元和两个手背侧线圈单元共构成两组线圈单元对。并且每组线圈单元对中的两个线圈单元，其中一个线圈单元为“0”字型线圈单元1，另一个线圈单元为“8”字型线圈单元2。前述“8”字型线圈单元是由常规的环形线圈单元扭折而成的，并且该“8”字型线圈单元交叉处的两条线圈段2a(即“8”字中部呈x形交叉的两条线圈段)相互绝缘布置。也就说是，“8”字型线圈单元是一个“8”字型的封闭环结构。

本实施例中，每组线圈单元对中的两个线圈单元(一个是“0”字型线圈单元，另一个是“8”字型线圈单元)在手掌厚度方向的投影面积部分重叠(两线圈单元的形状不同，不可能完全重叠)。进一步地，在每组线圈单元对中,“8”字型线圈单元的中部交叉点(“8”字中部的交点)在手掌厚度方向上投影于“0”字型线圈单元的内部，这样，“8”字型线圈单元两个半侧产生的磁通都将(部分或全部)通过“0”字型线圈单元。

环形线圈单元产生的磁通在“8”字型线圈单元两个半侧之间方向相反，因此“8”字型线圈单元上产生的感应电动势极小甚至为零。“8”字型线圈单元两个半侧产生的磁通方向相反，在环形线圈单元上产生的感应电动势也非常小甚至为零。两线圈单元间天然小耦合甚至无耦合。

为方便描述，我们可将“8”字型线圈单元3以其交叉处为界划分为左环体和右环体。每组线圈单元对中,布置该“8”字型线圈单元位置时，最好保证左环体与“0”字型线圈单元在手掌厚度方向的投影重叠面积＝右环体与“0”字型线圈单元在手掌厚度方向的投影重叠面积。这样就可保证线圈单元对中的两个线圈单元天然无耦合。

如图3所示，在每组线圈单元对中,“0”字型线圈单元与“8”字型线圈单元在手掌厚度方向的投影重叠面积＝“8”字型线圈单元在手掌厚度方向的投影面积。也就是说，沿着手掌厚度方向看去，“8”字型线圈单元3完全落在环形线圈单元2内部。

在本实施例中，六个“0”字型线圈单元1均为手心侧线圈单元，六个“8”字型线圈单元2均为手背侧线圈单元。当然，在本申请的一些其他实施例中，也可以将六个“0”字型线圈单元1设为手背侧线圈单元，六个“8”字型线圈单元2均为手心侧线圈单元。或者，其中几个“0”字型线圈单元1设为手背侧线圈单元，另外几个“0”字型线圈单元1设为手心侧线圈单元。

而且，上述线圈单元对的数量并不局限于本实施例的六组，也可以是一组、三组、七组等等。并且，还可以在该手掌射频阵列线圈中加入其他的并不构成上述线圈单元对的线圈单元。

此外，本实施例中相邻两个“0”字型线圈单元1(也即相邻两个手心侧线圈单元)部分重合以去耦，相邻两个“8”字型线圈单元2(也即相邻两个手背侧线圈单元)部分重合以去耦。

上述实施例只为说明本申请的技术构思及特点，其目的在于让人们能够了解本申请的内容并据以实施，并不能以此限制本申请的保护范围。凡根据本申请主要技术方案的精神实质所做的等效变换或修饰，都应涵盖在本申请的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种采用正交去耦单元对技术的手线圈，其特征在于，包括若干组线圈单元对，每组所述线圈单元对均由一个手心侧线圈单元和一个手背侧线圈单元共两个线圈单元构成，并且每组所述线圈单元对中的所述两个线圈单元，其中一个线圈单元为“0”字型线圈单元(1)，另一个线圈单元为“8”字型线圈单元(2)，所述“8”字型线圈单元交叉处的两条线圈段相互绝缘布置；在每组线圈单元对中,所述“0”字型线圈单元(1)在手掌厚度方向的投影面积均与所述“8”字型线圈单元(2)在手掌厚度方向的投影面积部分重叠。

2.根据权利要求1所述的采用正交去耦单元对技术的手线圈，其特征在于，在每组线圈单元对中,所述“8”字型线圈单元(2)的中部交叉点在手掌厚度方向上投影于所述“0”字型线圈单元(1)内部。

3.根据权利要求2所述的采用正交去耦单元对技术的手线圈，其特征在于，每组线圈单元对中,所述“0”字型线圈单元(1)与所述“8”字型线圈单元(2)在手掌厚度方向的投影重叠面积等于所述“8”字型线圈单元(2)在手掌厚度方向的投影面积。

4.根据权利要求2所述的采用正交去耦单元对技术的手线圈，其特征在于，每组线圈单元对中,所述“8”字型线圈单元(2)的左环体与所述“0”字型线圈单元(1)在手掌厚度方向的投影重叠面积＝所述“8”字型线圈单元(2)的右环体与所述“0”字型线圈单元(1)在手掌厚度方向的投影重叠面积。

5.根据权利要求1所述的采用正交去耦单元对技术的手线圈，其特征在于，所述线圈单元对共设置至少两组。

6.根据权利要求5所述的采用正交去耦单元对技术的手线圈，其特征在于，所有的所述“0”字型线圈单元(1)均为手心侧线圈单元，所有的所述“8”字型线圈单元(2)均为手背侧线圈单元。

7.根据权利要求5所述的采用正交去耦单元对技术的手线圈，其特征在于，所有的所述“0”字型线圈单元(1)均为手背侧线圈单元，所有的所述“8”字型线圈单元(2)均为手心侧线圈单元。

8.根据权利要求5所述的采用正交去耦单元对技术的手线圈，其特征在于，一部分所述“0”字型线圈单元(1)为手心侧线圈单元，另一部分所述“0”字型线圈单元(1)为手背侧线圈单元。

9.根据权利要求5所述的采用正交去耦单元对技术的手线圈，其特征在于，相邻两个所述手心侧线圈单元部分重合以去耦。

10.根据权利要求5所述的采用正交去耦单元对技术的手线圈，其特征在于，相邻两个所述手背侧线圈单元部分重合以去耦。

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