射频线圈以及磁共振系统的制作方法

1.本实用新型涉及医疗影像技术领域，特别是涉及一种射频线圈以及磁共振系统。


背景技术：

2.在磁共振成像中，传统的射频线圈通常是由类似单元细胞的周期性阵列组成的圆柱形结构，外部有大片的外壳，阻碍了外界与患者的接触，降低了患者的舒适度，使磁共振成像检查显得有压力，尤其是当患者患有幽闭恐惧症时，患者的治疗体验将会更差。目前，开放式的射频线圈通常在射频线圈的面部位置开设窗口，但是，如果开设的窗口尺寸较小则窗口开设的效果不佳，并不能够提到提高检查体验的效果，如果窗口尺寸较大则会导致b1场的均匀性较差，降低成像质量。


技术实现要素：

3.基于此，有必要针对上述提及的技术问题，提供一种射频线圈以及磁共振系统。
4.本实用新型提供了一种射频线圈，所述射频线圈包括：
5.两个端环天线；
6.多条杆状天线，多条所述杆状天线连接两个所述端环天线，其中，多条所述杆状天线与两个所述端环天线共同构成圆柱形结构，所述圆柱形结构的周向表面包括第一表面区域和第二表面区域，所述第一表面区域构成窗口，且仅有一条所述杆状天线分布在所述第一表面区域，其余所述杆状天线均分布在所述第二表面区域。
7.在其中一个实施例中，所述第一表面区域中的杆状天线将所述第一表面区域分隔为对称的两个第一单元开口。
8.在其中一个实施例中，所述第一表面区域的区域面积小于所述第二表面区域的区域面积。
9.在其中一个实施例中，所述第一表面区域的区域面积为所述第二表面区域的区域面积的2/5至2/3。
10.在其中一个实施例中，所述第一表面区域的区域面积为所述第二表面区域的区域面积的5/11。
11.在其中一个实施例中，所述第二表面区域中的相邻所述杆状天线之间具有第二单元开口，所述第二单元开口的开口面积小于所述第一表面区域的区域面积。
12.在其中一个实施例中，所述第二单元开口的开口面积为所述第一表面区域的区域面积的1/6至1/4。
13.在其中一个实施例中，所述第二单元开口的开口面积为所述第一表面区域的区域面积的1/5。
14.本实用新型还提供了一种磁共振系统，所述磁共振系统包括：
15.所述射频线圈。
16.在其中一个实施例中，所述磁共振系统包括：
17.屏蔽线圈，所述射频线圈设置在所述屏蔽线圈的内圈。
18.上述射频线圈以及磁共振系统中，在射频线圈的圆柱形结构的周向表面划分出第一表面区域和第二表面区域，并利用第一表面区域作为射频线圈的窗口，利用窗口解决射频线圈的开窗问题，提高患者的治疗体验，而为了保证窗口开设过大后影响b1场稳定性的问题，射频线圈还在窗口内设置了一条杆状天线，尽量在较大窗口尺寸的情况下保证b1场的均匀性，有效地平衡窗口开设尺寸和b1场均匀性，为幽闭症患者的检查及磁共振引导脑部手术等提供保障。
附图说明
19.图1为现有技术中公开的鸟笼状射频线圈的结构示意图；
20.图2为本实用新型一个实施例提供的射频线圈的开窗口的结构示意图；
21.图3为本实用新型一个实施例提供的射频线圈的结构示意图；
22.图4为本实用新型一个实施例提供具有屏蔽线圈的射频线圈的结构示意图；
23.图5为如图1所示的射频线圈的横断面b1场分布示意图；
24.图6为如图2所示的射频线圈的横断面b1场分布示意图；
25.图7为如图3所示的射频线圈的横断面b1场分布示意图；
26.图8为本实用新型一个实施例提供的射频线圈的电路原理示意图。
27.附图标号：
28.100、端环天线；200、杆状天线；300、屏蔽线圈；
29.110、第一表面区域；120、第二表面区域；
30.111、窗口；112、第一单元开口；121、第二单元开口。
具体实施方式
31.为使本实用新型的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本实用新型的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本实用新型。但是本实用新型能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本实用新型内涵的情况下做类似改进，因此本实用新型不受下面公开的具体实施例的限制。
32.在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。
33.此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。
34.在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固
定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
35.在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
36.需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“上”、“下”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。
37.参阅图1至图7所示，本实用新型提供了一种射频线圈，所述射频线圈包括两个端环天线100和多条杆状天线200，多条所述杆状天线200连接两个所述端环天线100，其中，多条所述杆状天线200与两个所述端环天线100共同构成圆柱形结构，在该圆柱形结构中，两个端环天线100所在的平面相互平行，且多条杆状天线200连接两个端环天线100时，每条杆状天线200也与两个端环天线100所在的平面垂直，在构成的圆柱形结构中，两个端环天线100和多个杆状天线200共同围合出来一个内腔空间，内腔空间可以用来伸入待检测的目标对象，例如目标对象为人体或动物。在本实施例中，射频线圈可以是射频发射线圈、射频接收线圈或射频发射接收一体线圈。
38.虽然圆柱形结构是通过端环天线100和杆状天线200围合构成，相邻端环天线100之间、相邻杆状天线200之间、以及端环天线100与杆状天线200之间具有空隙，圆柱形结构并不存在实际的外表面，但是为了方便表述射频线圈的结构，可以将相邻端环天线100之间、相邻杆状天线200之间、以及端环天线100与杆状天线200之间围合构成的密封的圆柱形结构称为虚拟表面，此时，参阅图2所示，所述圆柱形结构的周向表面可以认为包括第一表面区域110和第二表面区域120，第一表面区域110和第二表面区域120构成圆柱形结构的整个周向表面。
39.基于圆柱形结构的第一表面区域110和第二表面区域120的划分，可以在所述第一表面区域110构成窗口111，参阅图2所示，第一表面区域110构成的窗口111实际上是在第一表面区域110内去掉部分杆状天线200后露出来的开口结构，需要说明的是，第一表面区域110内开设的窗口111可以为第一表面区域110的一部分，也可以为第一表面区域110的全部，即第一表面区域110整体即为开设的窗口111，继续参阅图3所示，在圆柱形结构中，仅有一条所述杆状天线200分布在所述第一表面区域110，其余所述杆状天线200均分布在所述第二表面区域120。
40.在射频线圈的圆柱形结构的周向表面划分出第一表面区域110和第二表面区域120后，可以利用第一表面区域110的至少一部分区域作为射频线圈的窗口111，利用窗口111解决射频线圈的开窗问题，提高患者的治疗体验，而为了保证窗口111开设过大后影响
b1场稳定性的问题，射频线圈还在窗口111内设置了一条杆状天线200，尽量在较大窗口111尺寸的情况下保证b1场的均匀性，有效地平衡窗口111开设尺寸和b1场均匀性，为幽闭症患者的检查及磁共振引导脑部手术等提供保障。
41.参阅图5至图7所示，在图5中所示，通常的射频线圈的b1场是相对均匀的，但一旦在射频线圈上开设窗口111后，b1场的均匀性就会如图6中所示的那样被破坏，直接导致b1场的均匀性急剧下降，且开设窗口111的位置的b1场均匀性恶化严重，经试验得知，b1场在开设窗口111的位置，均匀性的恶化严重情况会相对常规鸟笼式射频线圈下降约60％。由此可知，虽然开设的窗口111越大，患者的体验性越好，但是开设的窗口111越大，b1场的均匀性就会越差，所以在保证开设的窗口111尽量大的同时，也要考虑b1场的均匀性问题。
42.因此，参阅图7所示，由于在窗口111内设置了一条杆状天线200，窗口111内的杆状天线200与第二表面区域120内的其他杆状天线200之间相互配合能够显著的提高b1场的均匀性，所以，结合了窗口111和在窗口111内设置一条杆状天线200的射频线圈的结构，能够尽量平衡患者体验和b1场的均匀性的问题，经试验得知，通过开设窗口111的位置增加一条杆状天线200，b1场的均匀性会有较大改善，既能够保证较大的开窗尺寸(如开窗尺寸为21*28cm)，为患者提供好的舒适度，又有足够均匀的b1场满足临床成像的效果，相比传统鸟笼式射频线圈，b1场仅在开窗位置有2％的下降，这有效地平衡了开窗尺寸和b1场均匀性之间的效果，而且窗口111对应的位置是患者的面部，也就是说，该射频线圈中相对而言的不均匀场所在的地方为面部，面部一般不是关注的组织部位，对磁共振扫描图像质量的影响较小。
43.对此，参阅图8所示，假设将虚线框划定的区域设为周期性单元，及非开窗位置的单元，这个单元的等效阻抗和相移都是一个固定的值，将实线框划定的区域设为非周期性单元，由于开窗的存在，打破了原本的固定阻抗和相移值，为了达到周期性结构一样的效果，需要改变端环天线100上开设窗口111位置的电容的分布，使非周期单元的阻抗值和相移与周期性结构近似。
44.射频线圈在窗口111内设置的一条杆状天线200，能够尽量在较大窗口111尺寸的情况下保证b1场的均匀性，而设置在窗口111内的该条杆状天线200可以根据保证b1场的均匀性的目的设置在窗口111内的相应位置上，例如在其中一个实施例中，所述第一表面区域110中的杆状天线200可以设置在窗口111内的中央，且该条杆状天线200沿着轴向方向设置，然后将所述第一表面区域110分隔为对称的两个第一单元开口112，在整个射频线圈内，该条杆状天线200与位于第二表面区域120内的其他杆状天线200形成相互配合，共同保证b1场的均匀性。
45.第一表面区域110内的窗口111的开设目的是提高患者的治疗体验，因此窗口111开设的越大，患者的体验将越好，但是窗口111开设的越大将严重导致b1场的均匀性降低，所以虽然第一表面区域110需要开设窗口111，不过要将窗口111开设的大小限制在一定范围内，使窗口111的开设即能够保证患者具有较好的体验感，而且还不至于导致b1场的均匀性下降严重，所以在其中一个实施例中，可以限定所述第一表面区域110的区域面积小于所述第二表面区域120的区域面积，一旦第一表面区域110的区域面积相对于第二表面区域120的区域面积，那么将会利用第一表面积区域的区域范围限制窗口111的开设大小，使第一表面积区域的区域面积至少小于圆柱形结构的轴向表面的二分之一，进而也限定了窗口
111的开设面积至少小于圆柱形结构的轴向表面的二分之一。
46.进一步的，在其中一个实施例中，可以限定所述第一表面区域110的区域面积为所述第二表面区域120的区域面积的2/5至2/3，例如所述第一表面区域110的区域面积可以为所述第二表面区域120的区域面积的2/5、所述第一表面区域110的区域面积可以为所述第二表面区域120的区域面积的1/2、所述第一表面区域110的区域面积可以为所述第二表面区域120的区域面积的3/5、所述第一表面区域110的区域面积可以为所述第二表面区域120的区域面积的2/3等，本领域技术人员可以根据实际需求设置所述第一表面区域110的区域面积与所述第二表面区域120的区域面积之间的比例关系，在此不做限定。
47.具体的，在其中一个实施例中，所述第一表面区域110的区域面积可以选择为所述第二表面区域120的区域面积的5/11，当所述第一表面区域110的区域面积与所述第二表面区域120的区域面积具有5/11的比例关系时，开窗面积对患者提供的体验感和b1场之间的均匀性之间将具备良好的平衡关系。
48.在其中一个实施例中，所述第二表面区域120中的相邻所述杆状天线200之间具有第二单元开口121，所述第二单元开口121的开口面积小于所述第一表面区域110的区域面积，因此，虽然第一表面区域110内开设有较大的窗口111，并仅设置一条杆状天线200，但是在第二表面区域120中设置了多个杆状天线200，且多个杆状天线200经过周向的均匀分布后，相邻杆状天线200之间的第二单元开口121也小于第一表面区域110的区域面积，这能够保证在第二表面区域120中具备足够的杆状天线200，通过足够的杆状天线200保证射频线圈在整体上提供较为均匀的b1场。
49.所述第二单元开口121的开口面积与所述第一表面区域110的区域面积之间的比例关系可以根据需求设置，一般可以在满足开窗尺寸的前提下，尽可能的获得较为均匀的b1，在其中一个实施例中，所述第二单元开口121的开口面积为所述第一表面区域110的区域面积的1/6至1/4，例如所述第二单元开口121的开口面积为所述第一表面区域110的区域面积的1/6、所述第二单元开口121的开口面积为所述第一表面区域110的区域面积的1/5、所述第二单元开口121的开口面积为所述第一表面区域110的区域面积的1/4等，本领域技术人员可以根据实际需求设置所述第二单元开口121的开口面积与所述第一表面区域110的区域面积之间的比例关系，在此不做限定。
50.本实用新型还提供了一种磁共振系统，所述磁共振系统包括所述射频线圈，由于所述射频线圈的具体结构、功能原理以及技术效果均在前文详述，在此便不再赘述，任何有关于所述射频线圈的技术内容均可以参考前文的记载。在其中一个实施例中，参阅图4所示，所述磁共振系统还可以包括屏蔽线圈300，所述射频线圈设置在所述屏蔽线圈300的内圈。
51.以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
52.以上所述实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。