CN216434341U - 一种射频线圈 - Google Patents

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Abstract

本实用新型公开了一种射频线圈，包括两个同轴且间隔设置的导电环和至少两个沿导电环周向分布的导电段组件，导电段组件与两个导电环均电连接且至少部分沿导电环的周向延伸。本实用新型通过设置导电环和导电段组件，并由导电环和导电段组件构成射频线圈，给射频线圈输入预设的电信号时，射频线圈输出射频激励磁场。由于导电段组件至少部分沿导电环的轴向延伸，使得导电段组件覆盖的面积增加，导电段组件产生的射频磁场更加均匀。

Description

一种射频线圈
技术领域
本实用新型涉及核磁共振技术领域，尤其涉及一种射频线圈。
背景技术
医用磁共振成像设备是一种利用核磁共振原理为人体内部组织器官成像从而帮助医生进行医学诊断的医疗器械。
射频发射线圈为医用磁共振成像设备中用于产生均匀横向的射频激励场，线圈的结构通常选用经典的鸟笼结构，如图1、2、3所示，包括两个同轴且间隔分布的导电环以及连接两个导电环的多个导电条，导电条沿导电圆环的轴向设置，鸟笼式线圈在使用过程中，通过鸟笼式线圈的一个导电环输入两个馈电功率信号，输入相位差为90度的射频信号，从而产生圆极化磁场。
导电条为沿导电圆环的轴向设置的条状部，导电条沿轴向覆盖的范围小，使得鸟笼式线圈产生磁场不够均匀。
实用新型内容
有鉴于此，有必要提供一种射频线圈，解决现有技术中鸟笼式线圈所产生的磁场不够均匀的技术问题。
为达到上述技术目的，本实用新型的技术方案提供一种射频线圈，包括：
两个同轴且间隔设置的导电环和至少两个沿所述导电环周向分布的导电段组件，所述导电段组件与两个所述导电环均电连接且至少部分沿所述导电环的周向延伸。
在其中的一个实施例中，所述导电段组件延伸路径上的任一点与所述导电环的轴线的垂直距离不小于所述导电环的内径。
在其中的一个实施例中，所述导电段组件包括呈弧形的导电段。
在其中的一个实施例中，所述导电段组件的两端与两个所述导电环分别正交连接。
在其中的一个实施例中，所述导电段组件包括间隔设置的第一导电节段和第二导电节段以及连接所述第一导电节段和第二导电节段的解耦电容，所述第一导电节段和第二导电节段分别与两个所述导电环电连接，所述解耦电容用于消除第一导电节段、第二导电节段及所述导电环中形成的感应电流。
在其中的一个实施例中，所述第一导电节段和所述第二导电节段均呈螺旋状。
在其中的一个实施例中，所述导电环包括多个呈弧形的导电弧，多个所述导电弧依次首尾相连组合形成圆环结构。
在其中的一个实施例中，所述导电段组件的数量为多个，且每个所述导电段组件的两端均连接有所述导电弧。
在其中的一个实施例中，多个所述导电段组件绕所述圆环结构的周向等距分布。
在其中的一个实施例中，相邻的所述导电弧之间通过端部电容连接，所述端部电容为调谐电容，用于实现射频线圈的频率调谐；所述射频线圈还包括输入组件，所述输入组件包括与所述端部电容电连接的电缆和安装于所述电缆的射频陷波器，所述射频陷波器用于抑制通过所述电缆的电信号中的共模信号。
与现有技术相比，本实用新型的有益效果包括：通过设置导电环和导电段组件，并由导电环和导电段组件构成射频线圈，给射频线圈输入预设的电信号时，射频线圈输出射频激励磁场。由于导电段组件至少部分沿导电环的轴向延伸，使得导电段组件覆盖的面积增加，导电段组件产生的射频磁场更加均匀。
附图说明
图1是现有技术中的高通射频线圈的结构示意图；
图2是现有技术中的低通射频线圈的结构示意图；
图3是现有技术中的带通射频线圈的结构示意图；
图4是本实用新型所述的射频线圈中导电环和导电段组件的结构示意图；
图5是本实用新型所述射频线圈中导电段组件、导电弧、端部电容及输入组件的结构示意图。
附图标记：
射频线圈100；
导电环10；
导电弧11；
端部电容12；
导电段组件20；
第一导电节段21；
第二导电节段22；
解耦电容23；
输入组件30；
电缆31；
射频陷波器32。
具体实施方式
下面结合附图来具体描述本实用新型的优选实施例，其中，附图构成本申请一部分，并与本实用新型的实施例一起用于阐释本实用新型的原理，并非用于限定本实用新型的范围。
医用磁共振成像设备是一种利用核磁共振原理为人体内部组织器官成像从而帮助医生进行医学诊断的医疗器械。医用磁共振成像设备利用核磁共振中原子核的自旋运动现象，人为的对人体细胞中的氢原子核施加外加磁场，使其发生自旋运动，并在前述外加磁场垂直的方向上施加射频脉冲，对自旋运动中的原子核进行激励，当射频脉冲的频率等于原子核的自旋频率时，截断射频脉冲，人体发射出此时的电磁波，该电磁波的频率信号即为共振频率信号，工作人员再对该频率信号进行图像处理和图像重建，最终得到人体的磁共振图像。其中，射频线圈起到的作用就是：对在外加磁场中做自旋运动的原子核施加激励的射频脉冲，以得到人们可以接收到的电磁波，从而得到磁共振图像，使人们能够清楚的看见人体内部的结构，通过得到的磁共振图像进行医学诊断。
如图4所示，本实用新型提供了一种射频线圈100，射频线圈100呈鸟笼状，射频线圈100应用于医用磁共振成像设备，用于产生均匀横向的射频激励场。
射频线圈100包括两个同轴且间隔设置的导电环10和至少两个沿导电环10周向分布的导电段组件20，导电段组件20与两个导电环10均电连接且至少部分沿导电环10的周向延伸。
给导电环10和导电段组件20连接激励电源后射频线圈100产生射频磁场。通过将导电段组件20沿导电环10的周向延伸，使得导电段组件20覆盖的范围增加，导电段组件20产生的射频磁场更加均匀。由于磁场的均匀性能直接影响核磁共振的成像质量，当磁场均匀性越好，核磁共振得到的图像清晰度就越高，还能提高核磁共振图像的对比度，核磁共振的成像质量也越好。
在其中的一个实施例中，导电段组件20延伸路径上的任一点与导电环10的轴线的垂直上距离不小于导电环10的内径。避免导电段组件20向导电环10内弯曲。
其中，导电环10可以由多个间隔设置的圆弧组成(高通或者带通线圈)，也可以为一个完整的圆环(低通线圈)。
导电环10可以呈圆形、椭圆形等，在其中的一个实施例中，导电环10呈圆形，两个呈圆形的导电环10同轴设置，从而保证射频线圈100所产生的磁场的均匀性。
在其中的一个实施例中，导电环10包括多个呈弧形的导电弧11，多个导电弧11依次首尾相连组合形成圆环结构。
其中，两个导电环10中的导电弧11的数量相等且错位分布。
其中，导电弧11可以由铝、铜、银等导电的非磁性金属中的任意一种制成，也可以为上述多种材质按任意组合形成的合金。
其中，多个导电弧11还可以组合形成椭圆形的导电环10，导电环10的形状可以根据实际情况进行设置。
在其中的一个实施例中，多个导电弧11环绕公共轴等距分布。通过将导电弧11环绕公共轴等距分布，多个环绕公共轴的周向等距分布的导电弧11组合形成圆形的导电环10。
在其中的一个实施例中，相邻的导电弧11之间通过端部电容12连接，端部电容12为调谐电容，用于实现射频线圈100的频率调谐。如图4所示，导电弧11之间的隔断区域即为端部电容12。
其中，导电段组件20至少部分沿导电环10的周向延伸，限定了导电段组件20沿延伸路径的长度大于两个导电环10间的轴向距离。
可以理解的，导电段组件20可以为任何能沿导电环10周向延伸的条状物，导电段组件20包括呈弧形、折线形及正弦形中任一种形状或多种形状相结合的导电段。
在其中的一个实施例中，导电段组件20包括呈弧形的导电段。
更进一步的，导电段组件20呈螺旋状。呈螺旋状的导电段组件20在增加导电段组件20周向覆盖面积的同时，未增加射频线圈100的体积，且当导电段组件20的数量为多个时，且同一顺时针或者同一逆时针排布时，相邻的导电段组件20之间不会发生干涉，便于布置更多的导电段组件20。将导电段组件20设计呈螺旋状，未增加导电段组件20与人体的距离，呈螺旋状的导电段组件20产生的射频磁场与人体的距离未发生变化，避免导电段组件20的长度增加而增加导电段组件20与人体的距离的增加，避免干扰施加给人体的射频磁场的均匀性。
呈螺旋状的多个导电段组件20沿导电环10的周向均匀分布时，导电段组件20之间的距离是均匀的，形成的磁场也均匀。
在其中的一个实施例中，导电段组件20的两端与两个导电环10分别正交连接。
其中，导电段组件20的数量为偶数个，可以为两个、四个、六个、八个等，在其中的一个实施例中，导电段组件20的数量为多个，多个导电段组件20沿圆环结构的周向等距分布，且每个导电段组件20的两端均连接有导电弧11。由于导电段组件20和导电弧11的数量均为多个，可以根据需要选择一定数量的导电段组件20和导电弧11进行组合，形成多个发射通道，且导电弧11呈圆弧形，通过增加导电弧11的数量，使得导电弧11组合形成的导电环10的直径发生变化，能改变射频线圈100发射通道的数量，支持多通道发射并可对发射通道进行拓展；还可以减小导电弧11沿周向的长度，使得同一直径的导电环10能容纳更多的导电弧11，与导电弧11相应的导电段组件20的数量也随之变化；在不改变导电弧11组合成的圆环结构的物理尺寸的同时，改变了导电段组件20的密集性，能改变射频线圈100的发射场的均匀性，使得射频线圈100的发射场的均匀性可调，提高了发射场的均场调优能力。
在其中的一个实施例中，导电段组件20包括间隔设置的第一导电节段21和第二导电节段22以及连接第一导电节段21和第二导电节段22的解耦电容23，第一导电节段21和第二导电节段22分别与两个导电环10电连接，解耦电容23用于消除第一导电节段21、第二导电节段22及导电环10中形成的感应电流。如图4或图5所示，第一导电节段21和第二导电节段22之间的隔断区域即为解耦电容23。
在其中的一个实施例中，第一导电节段21和第二导电节段22均呈螺旋状且旋向相同，第一导电节段21和第二导电节段22相互远离的一端分别连接两个导电弧11。
其中，第一导电节段21和第二导电节段22可以由铝、铜、银等导电的非磁性金属中的任意一种制成，也可以为上述多种材质按任意组合形成的合金。
如图5所示，射频线圈100还包括输入组件30，输入组件30包括与端部电容12电连接的电缆31和安装于电缆31的射频陷波器32，射频陷波器32用于抑制通过电缆31的电信号中的共模信号。
其中，输入组件30与导电段组件20一端的导电环10中的端部电容12一一对应分布。
其中，射频陷波器32与电缆的连接方式为本领域技术人员所熟知的常规技术手段，在此不详细阐述。
本实用新型的工作原理：待检测的物体(人、动物及其组织等)穿过两个同轴设置的导电环10，然后给射频陷波器施加预设的电信号，射频线圈100中的导电环10和第一导电节段21及第二导电节段22输出射频激励磁场，射频磁场作用于待检测的物体，使待测物体的细胞中的氢原子发生自旋，并额外施加射频脉冲对原子核进行激励，当射频频率等于原子核的频率时形成共振，截断射频脉冲，人体射出此时的电磁波，通过对共振频率进行分析并最终成像，实现了对待测的物体的检测。
由于导电段组件20至少部分沿导电环10的周向延伸，使得导电段组件20覆盖的面积增加，导电段组件20产生的射频磁场更加均匀。
由于多个导电弧11环绕公共轴间隔分布，通过增加导电弧11的数量，使得与之对应的导电段组件20的数量随之变化，能改变射频线圈100发射通道的数量，支持多通道发射并可对发射通道进行拓展。
由于导电段组件20沿导电环10的周向等距分布，不存在交叠的情况，故而多通道射频线圈100无需物理解耦。
以上所述，仅为本实用新型较佳的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种射频线圈，其特征在于，包括：
两个同轴且间隔设置的导电环和至少两个沿所述导电环周向分布的导电段组件，所述导电段组件与两个所述导电环均电连接且至少部分沿所述导电环的周向延伸。
2.根据权利要求1所述的射频线圈，其特征在于，所述导电段组件延伸路径上的任一点与所述导电环的轴线的垂直距离不小于所述导电环的内径。
3.根据权利要求1所述的射频线圈，其特征在于，所述导电段组件包括呈弧形的导电段。
4.根据权利要求1所述的射频线圈，其特征在于，所述导电段组件的两端与两个所述导电环分别正交连接。
5.根据权利要求1所述的射频线圈，其特征在于，所述导电段组件包括间隔设置的第一导电节段和第二导电节段以及连接所述第一导电节段和第二导电节段的解耦电容，所述第一导电节段和第二导电节段分别与两个所述导电环电连接，所述解耦电容用于消除第一导电节段、第二导电节段及所述导电环中形成的感应电流。
6.根据权利要求5所述的射频线圈，其特征在于，所述第一导电节段和所述第二导电节段均呈螺旋状。
7.根据权利要求1所述的射频线圈，其特征在于，所述导电环包括多个呈弧形的导电弧，多个所述导电弧依次首尾相连组合形成圆环结构。
8.根据权利要求7所述的射频线圈，其特征在于，所述导电段组件的数量为多个，且每个所述导电段组件的两端均连接有所述导电弧。
9.根据权利要求8所述的射频线圈，其特征在于，多个所述导电段组件绕所述圆环结构的周向等距分布。
10.根据权利要求7所述的射频线圈，其特征在于，相邻的所述导电弧之间通过端部电容连接，所述端部电容为调谐电容，用于实现射频线圈的频率调谐；所述射频线圈还包括输入组件，所述输入组件包括与所述端部电容电连接的电缆和安装于所述电缆的射频陷波器，所述射频陷波器用于抑制通过所述电缆的电信号中的共模信号。
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