CN102749597A

CN102749597A - 一种水平场磁共振***中的膝关节射频线圈

Info

Publication number: CN102749597A
Application number: CN2012102287488A
Authority: CN
Inventors: 刘佩琴; 俞涛; 朱华彬
Original assignee: SUZHOU MEDCOIL HEALTHCARE CO Ltd
Current assignee: SUZHOU MEDCOIL HEALTHCARE CO Ltd
Priority date: 2012-07-04
Filing date: 2012-07-04
Publication date: 2012-10-24

Abstract

本发明揭示了一种水平场磁共振***中的膝关节射频线圈，包括若干的天线单元，所述天线单元大于两个，所述天线单元分为可分离的上半部分和下半部分，相邻的所述天线单元部分重合。本发明的一种水平场磁共振***中的膝关节射频线圈具有良好的上半部分和下半部分连接方式，连接质量更可靠，提高了线圈天线单元之间的去耦效果、灵敏度（信噪比）和均匀性，以及具有灵活的PAT选择性及优质的PAT效果。

Description

一种水平场磁共振***中的膝关节射频线圈

技术领域

本发明属于磁共振成像领域，具体涉及一种水平场磁共振***中的膝关节射频线圈。

背景技术

磁共振***是一种高端的医学成像设备，它根据主磁体的磁场方向可分为水平场磁共振***和垂直场磁共振***。水平场***指的是磁体的磁场方向跟人的躯干平行，从脑部指向脚底或相反。垂直场***指的是磁体的磁场方向跟人的躯干方向垂直，比如从人的正面指向背面。磁体的磁场方向是设计射频线圈最重要的参考依据，因为线圈中的天线单元需要尽可能的跟磁体方向垂直，才能获得最好的射频激发或接收功能。从射频线圈的性能上来说，清晰度（即灵敏度或信噪比）和均匀性是两个最重要的衡量指标。从医生操作方便性和病人舒适性来说，膝关节线圈具有上下两部分开启是一个很重要的功能，因为这样病人的膝盖可以很方便的放置入线圈中。

磁共振成像中的并行采集技术（Parallel acquisition Technique，简称PAT）也可以有效提高图像质量。比如减少图像伪影，加快图像成像速度，是磁共振成像中的一项非常重要、有效的技术。但是PAT的成像效果（或能力）除了跟磁共振系列参数（如FOV，over-sampling等）的设置、层面的选择、相位编码方向（phase encoding direction）有关以外，还跟线圈的设计、线圈天线单元的数量和位置排列有很大的关系，因此膝关节线圈的线圈天线单元分布排列设计是其PAT成像效果的一个关键。

目前国际（含国内）磁共振市场上，常用的膝关节线圈有2款。一款是鸟笼型（birdcage）膝关节线圈，如图1所示；另一款是1×8的膝关节线圈，其线圈天线单元铜皮分布如图2所示，该图是圆柱形线圈的平面展开图，图2中的Ch是channel（通道）的缩写，代表一个通道或一个天线单元。图1所示的线圈天线单元分布是经典的Birdcage（鸟笼线圈），有2个正交分布（成90°分布）的射频信号提取点。这种线圈在过去由于均匀性高，比单个天线单元的线圈有41%的信噪比提高，曾得到广泛的应用。但在相控阵线圈得到广泛应用的今天，又因为信噪比相对较差，并行成像性能相对差等原因而落后了。现在用的最多的是图2所示的8通道相控阵线圈，它有8个独立的天线单元，在圆环方向成1×8的分布，它是一个相控阵线圈。它具有线圈电路调试简单、信噪比相对较高、并行成像也比较灵活的特点。但它也有3个明显的缺陷：1、做成上下半部分可分离结构时，上半部分总有至少2个通道的信号需要用射频同轴接头连接到下半部分，磁共振***中使用的无磁射频同轴接头相对价格昂贵，用来在上下半部分连接时也比较容易损坏；2、不同的天线单元之中，只有在相邻或次相邻的天线单元之间能有良好的去耦效果，因为相邻的天线单元之间（比如Ch2与Ch1，或Ch2与Ch3之间），可以采用部分重合的方法来去耦；而在次相邻的天线单元之间比如Ch2与Ch8，或Ch2与Ch4之间），可以采用电容或电感去耦。但相离更远的天线单元之间（比如Ch2与Ch7、Ch6或Ch5之间）就很难采取去耦措施，使得各天线单元之间的耦合相对较大，降低了整个线圈的信噪比；3、因为它的8个天线单元排列都在圆环方向，这样使得它的并行成像方向只能在圆环方向有对应的加速因子，这样并行成像的选择性和效果并明显降低了。

发明内容

鉴于上述现有技术存在的缺陷，本发明的目的是提出一种水平场磁共振***中的膝关节射频线圈。

本发明的目的将通过以下技术方案得以实现：

一种水平场磁共振***中的膝关节射频线圈，包括若干的天线单元，所述天线单元大于两个，所述天线单元分为可分离的上半部分和下半部分，相邻的所述天线单元部分重合。

优选的，上述的一种水平场磁共振***中的膝关节射频线圈，其中：包括8个所述天线单元，所述上半部分和下半部分各为4个所述天线单元。

优选的，上述的一种水平场磁共振***中的膝关节射频线圈，其中：所述天线单元呈2×4的方式排列，轴向方向分为2段，每段有4个所述天线单元。

优选的，上述的一种水平场磁共振***中的膝关节射频线圈，其中：所述上半部分和下半部分围成圆筒形的线圈。

优选的，上述的一种水平场磁共振***中的膝关节射频线圈，其中：直接相邻的所述天线单元之间设有采用部分重叠方式去耦的去耦装置；次相邻的所述天线单元之间设有采用电容方式或电感方式去耦的去耦装置；对角相邻的所述天线单元之间设有采用电容方式或电感方式去耦的去耦装置。

优选的，上述的一种水平场磁共振***中的膝关节射频线圈，其中：所述上半部分和下半部分的射频信号均从下半部分的连接电缆输出到磁共振***。

优选的，上述的一种水平场磁共振***中的膝关节射频线圈，其中：所述天线单元为八边形。

优选的，上述的一种水平场磁共振***中的膝关节射频线圈，其中：所述上半部分和下半部分的之间的连接点通过单芯的连接器连接。

本发明的突出效果为：本发明的一种水平场磁共振***中的膝关节射频线圈具有良好的上半部分和下半部分连接方式，连接质量更可靠，提高了线圈天线单元之间的去耦效果、灵敏度（信噪比）和均匀性，以及具有灵活的PAT选择性及优质的PAT效果。

以下便结合实施例附图，对本发明的具体实施方式作进一步的详述，以使本发明技术方案更易于理解、掌握。

附图说明

图1是现有技术中鸟笼型膝关节线圈的天线单元结构图；

图2是现有技术中1×8型膝关节线圈的天线单元分布图；

图3是本发明实施例的天线单元分布图；

图4是现有技术中1×8型膝关节线圈的1×8线圈的信噪比测试图；

图5是本发明实施例的2×4线圈的信噪比测试图；

图6是现有技术中1×8型膝关节线圈的1×8线圈和本发明实施例的2×4线圈的信噪比比较图像（数据采自于水模中轴线上）。

具体实施方式

实施例：

本实施例的一种水平场磁共振***中的膝关节射频线圈，如图3所示，包括8个天线单元，天线单元分为可分离的上半部分（由上半部分A和上半部分B共同构成）和下半部分，上半部分可以从中移开，在病人躺上后再将上半部分盖上。上半部分和下半部分各为4个天线单元，其中下半部分为夹在左右两条虚线中的部分，包括天线单元ch3、ch4、ch7、ch8；上半部分包括天线单元ch1、ch2、ch5、ch6；上半部分4个天线单元ch1、ch2、ch5、ch6都有一条边在下半部分。天线单元呈2×4的方式排列，轴向方向分为2段，每段有4个天线单元。相邻的天线单元部分重合。上半部分和下半部分围成圆筒形的线圈。直接相邻的天线单元之间设有采用部分重叠方式去耦的去耦装置；次相邻的天线单元之间设有采用电容方式或电感方式去耦的去耦装置；对角相邻的天线单元之间设有采用电容方式或电感方式去耦的去耦装置。上半部分和下半部分的射频信号均从下半部分的连接电缆输出到磁共振***。上半部分和下半部分的之间有8个连接点，通过单芯的连接器连接，无需采用图2的射频同轴连接器，具有更好的连接方式和更可靠的连接质量。天线单元为八边形，其他形状的天线单元同样可以达到本实施例的效果。

对本实施例的8个天线单元进行去耦合的分析：1、同一个圆环上的4个天线单元之中，比如Ch1、Ch2、Ch3、Ch4之间或Ch5、Ch6、Ch7、Ch8之间，任意两个相邻的天线单元之间可以采用Overlap（部分重合）的方法去耦合，任意次相邻的天线单元之间可以采用电容或电感去耦。2、不同圆环上的天线单元之间，比如Ch1与Ch5、Ch6、Ch7、Ch8之间，Ch1与Ch5是相邻天线单元，可以采用Overlap去耦；Ch1与Ch6、或Ch1与Ch8属于对角相邻，可以采用电容或电感去耦。3、对于不同圆环上的对角天线单元对，比如Ch1和Ch7之间，因为耦合很小，可以不用去耦。综合以上3点分析，可以发现，这8个天线单元的任意2个之间，都能采取很好的去耦合措施。实验也表明该线圈的设计获得了良好的去耦合效果，提高了整个线圈的信噪比。另外由于该线圈的8个天线单元的排列不但可以在圆环方向上进行并行成像，还在纵向上也有因子2的排列，也可以在纵轴方向上进行并行成像，即线圈在三个方向（头脚、左右、前后）均可并行采集成像，所以从并行成像的选择上，有更灵活的选择，实验也证明它的并行成像效果相对图2的设计有了明显的提高。图4～图5所示的实验结果显示了该线圈与现有技术中1×8型膝关节线圈的1×8线圈的信噪比比较结果，这2个线圈内径尺寸完全相同，图6所示的图像中，纵坐标SNR是个比值，无量纲。横坐标是像素点的分布，实际图片为256×256像素，图6中只取出了最有代表性的水模中轴线，这条线由256个点组成。从以上两个图片可以看出，2×4分布线圈相对1×8分布线圈具有明显的信噪比优势，图像也更加均匀。

本实施例的一种水平场磁共振***中的膝关节射频线圈具有良好的上半部分和下半部分连接方式，连接质量更可靠，提高了线圈天线单元之间的去耦效果、灵敏度（信噪比）和均匀性，以及具有灵活的PAT选择性及优质的PAT效果。

本发明尚有多种实施方式，凡采用等同变换或者等效变换而形成的所有技术方案，均落在本发明的保护范围之内。

Claims

1.一种水平场磁共振***中的膝关节射频线圈，包括若干的天线单元，其特征在于：所述天线单元大于两个，所述天线单元分为可分离的上半部分和下半部分，相邻的所述天线单元部分重合。

2.根据权利要求1所述的一种水平场磁共振***中的膝关节射频线圈，其特征在于：包括8个所述天线单元，所述上半部分和下半部分各为4个所述天线单元。

3.根据权利要求2所述的一种水平场磁共振***中的膝关节射频线圈，其特征在于：所述天线单元呈2×4的方式排列，轴向方向分为2段，每段有4个所述天线单元。

4.根据权利要求3所述的一种水平场磁共振***中的膝关节射频线圈，其特征在于：所述上半部分和下半部分围成圆筒形的线圈。

5.根据权利要求1所述的一种水平场磁共振***中的膝关节射频线圈，其特征在于：直接相邻的所述天线单元之间设有采用部分重叠方式去耦的去耦装置；次相邻的所述天线单元之间设有采用电容方式或电感方式去耦的去耦装置；对角相邻的所述天线单元之间设有采用电容方式或电感方式去耦的去耦装置。

6.根据权利要求1所述的一种水平场磁共振***中的膝关节射频线圈，其特征在于：所述上半部分和下半部分的射频信号均从下半部分的连接电缆输出到磁共振***。

7.根据权利要求1所述的一种水平场磁共振***中的膝关节射频线圈，其特征在于：所述天线单元为八边形。

8.根据权利要求1所述的一种水平场磁共振***中的膝关节射频线圈，其特征在于：所述上半部分和下半部分的之间的连接点通过单芯的连接器连接。