小动物磁共振射频线圈装置和成像系统的制作方法

本申请涉及一种小动物磁共振射频线圈装置和成像系统。

背景技术：

磁共振成像系统是指利用磁共振现象制成的一类用于医学检查的成像设备，其中射频(rf，radiofrequency)接收线圈是其中一个重要的部件。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线圈信噪比(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，又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的小，而且尽量贴近扫描部位或对象。

因此，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，扫描眼部的线圈称为眼线圈或眼部线圈。磁共振扫描采用专用线圈有助于大幅度提升临床图像的性能。

除了对人体部位外，有些线圈也专门设计用来针对某些动物成像，这些线圈可以称为动物线圈。以动物为对象的生物医学研究可以避免在人身上进行实验所带来的风险，并且可以严格控制动物实验条件、减少个体差异的影响。影像学手段，尤其是磁共振成像，是目前动物模型研究中不可或缺的工具之一。相对于大型动物，小动物具有成本更低廉、更容易养殖和管理，在磁共振成像时也更容易放置的优点。所以在目前的磁共振动物成像中，小型动物的应用正变得越来越广泛，而且也已经占有很高的比例。

但与人体不同的是，小动物——往往是指老鼠——因为个体太小，很难再进一步的分解各组织部位，做成个部位专用的接收线圈。而往往是只做一个圆筒状线圈，然后将老鼠整个放置其中，这样老鼠的每个部位都可以成像了。

针对圆筒型的线圈壳体，最直观常用的方法是做一个4通道——在圆弧方向上成1*4的排列的射频线圈，如图3所示，这个方案的好处是相邻单元的耦合可以采用部分重合(overlap)的方式去耦，而只剩下2组面对面的单元之间可以采用电容或者电感去耦的方式，总体来说，去耦的数量和电路非常简单，容易实现。但这种方案的缺点是单元数目偏少，信噪比不高。

为了增加线圈的单元数目，可以有两种思路。

第一种是保持线圈单元组1段不变，直接将1*4的单元分布增加为1*8(比如)8个单元，如图4所示。但这种做法在轴向尺寸不变的情况下，产生了一个直接的结果，就是每个单元的长度明显大于宽度，会导致次相邻之间(比如ch2和ch4)的耦合大幅度增加，此时采用简单的前放去耦是没办法起到很好的去耦合效果，需要大幅度增加去耦的电路。但小动物线圈的内部空间又很小，很难容纳有一定体积要求的去耦电路。

第二种方法是增加单元在轴向上的组数目，比如将单元分为2组，变为2*4的分布，如图5所示。但这种方法有同样的缺陷，就是存在对角相邻的单元对，比如ch2和ch7，因为2个单元距离非常近，耦合也很大，但空间的限制也很难容纳数量众多的去耦电路。

技术实现要素：

本申请目的是：针对现有技术的不足，本申请提出一种小动物磁共振射频线圈装置和成像系统，其结构简单而紧凑，制作成本低，有效减少线圈单元间的耦合干扰，且具有较高的成像清晰度。

本申请的技术方案是：一种小动物磁共振射频线圈装置，包括：

线圈支撑壳，其内形成有用于放置小动物的动物容置空间；以及

若干个环形的线圈单元，每个所述线圈单元固定于所述线圈外壳的壳壁内部；

所述线圈单元分成沿着直线方向依次布置的至少两组，每组至少三个，并且每组中的各个线圈单元沿着圆周方向依次首尾交叠布置而形成环绕于所述动物容纳空间外围的封闭环，处于同一组中的任意相邻的两个线圈单元，均同时与另一组中的一个线圈单元部分交叠布置。

本申请在上述技术方案的基础上，还包括以下优选方案：

所述线圈单元共设有两组，每组6个。

所述线圈单元共设有三组，每组6个。

每个所述线圈单元均为正方形。

所述动物容置空间为圆柱形空间，各组所述线圈单元沿着所述圆柱形空间的轴线方向依次布置。

所述线圈支撑壳的外轮廓呈圆筒形。

一种小动物磁共振成像系统，包括用于产生主磁场的主磁场发生装置，其特征在于，还包括布置于所述主磁场中上述结构的小动物磁共振射频线圈装置。

各组所述线圈单元沿着主磁场的方向依次布置。

本申请具有以下有益效果：

本申请将线圈单元分成多组，相邻两组之间采用错位放置——即处于同一组中的任意相邻的两个线圈单元均同时与另一组中的同一个线圈单元部分交叠(overlap)布置，如此实现相邻两组线圈单元的去耦合，提升了成像质量。

附图说明

下面结合附图和具体实施例对本申请作进一步介绍：

图1为本申请实施例中各线圈单元的分布结构示意图；

图2为本申请实施例中各线圈单元展开后的结构示意图；

图3为一种传统4通道射频线圈的结构原理图；

图4为一种传统8通道射频线圈的结构原理图；

图5为另一种传统8通道射频线圈的结构原理图；

其中：1-线圈单元，100-封闭环。

具体实施方式

图1和图2示出了本申请这种小动物磁共振射频线圈装置的一个优选实施例，其包括图中未示出的线圈支撑壳以及图中示出的12个线圈单元1，这12个环形的线圈单元1均固定设置于线圈支撑壳的壳壁内部(线圈支撑壳的壳壁带有夹层，线圈单元1布置于夹层内)。为方便对小动物的成像检测以及各个线圈单元1的安装布置，前述线圈支撑壳的外轮廓被设置呈圆筒状结构，其内形成有圆柱形的动物容置空间，使用时，将待检测的小动物(通常为老鼠)放置在前述动物容置空间内。前述的12个线圈单元1分成前后分布的两组，每组6个，并且每组中的6个线圈单元均沿着圆周方向依次首尾交叠布置而形成一封闭环100，两组线圈单元共形成前后布置的两个封闭环，并且前述两个封闭环100均环绕布置于前述动物容纳空间的外围。相邻两组的线圈单元之间采用错位overlap的方式去耦合，即：处于同一组中的任意相邻的两个线圈单元1，均同时与另一组中的一个线圈单元1部分交叠(overlap)布置。

在实际应用时，需将该线圈装置配置于小动物磁共振成像系统中使用，与一些传统的磁共振成像系统相同的是，小动物磁共振成像系统也产生主磁场的主磁场发生装置(主要为主磁场线圈)，将上述线圈装置布置于主磁场中，并保证上述两组线圈单元1沿着z轴方向(即主磁场方向)分布，以获得最佳的成像质量。

上述各个线圈单元1均为正方形的铜皮线圈。

需要说明的是，上述线圈单元1的数量不局限于12个，也可以设置为其他数值，比如18个，并将这18个线圈单元1分成沿圆柱形空间的轴线方向依次分布的三组，每组6个。

经大量实验，我们发现当线圈单元共设置12个并采用本实施例这种排布方式时，不仅结构简单紧凑且容易制作，并且成本减低，具有很高的成像清晰度。

当然，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。