CN106814336B - 一种用于磁共振成像的射频线圈组件 - Google Patents

一种用于磁共振成像的射频线圈组件 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种用于磁共振成像的射频线圈组件，其包括：线圈支架、第一线圈、第二线圈以及线圈位置调节机构，第一线圈、第二线圈包括壳体及布置于壳体内的线圈单元，第一线圈、第二线圈相对布置，且与线圈位置调节机构连接，线圈位置调节机构与线圈支架组装在一起，线圈位置调节机构用于调节第一线圈、第二线圈同时移动，或用于调节第一线圈和第二线圈中的一个线圈移动。本发明射频线圈组件，采用对称式设计，利用线圈调节机构，将扫描时的摆位减少到三个步骤，简化了技师的操作，提高了摆位时的效率。

Description

一种用于磁共振成像的射频线圈组件
【技术领域】
本发明涉及磁共振成像技术，具体涉及用于磁共振成像的射频线圈。
【背景技术】
磁共振成像的基本原理为：人体组织内的一些含单数质子的原子，例如氢原子能够自旋运动，并产生磁矩，可以看为一些小磁体，正常状态下，这些小磁体的自旋方向排列无规律，但在固定静磁场作用下会产生定向排列；此时，当外加一个和静磁场相同频率的射频脉冲时，这些氢原子吸收一定能量而产生共振，自旋方向在射频脉冲作用下发生偏转，呈规律排列，即发生了磁共振现象；射频脉冲消失后，这些氢原子都将恢复到原来的状态，在恢复过程中，释放能量及改变自旋方向，此时对这些氢原子产生的信号进行采样，然后利用这些采集的信号进行图像重建，就可以得到人体组织的图像。上述过程中，射频线圈主要用来发射射频脉冲以及采集磁共振射频信号。
采集磁共振信号的射频线圈越贴近人体组织，所采集的磁共振信号质量越好，成像的信噪比越高，因此设计出了各种适用于人体各个部位的局部射频线圈，例如头部线圈，脊柱线圈，手腕线圈，射频线圈等。
颞颌线圈是一种磁共振成像***的局部射频线圈，适用于颞下颌关节部位的核磁共振成像。为了获得良好的核磁共振扫描图像，射频线圈的线圈单元需要尽可能地贴近颞颌关节部位，且需将线圈单元中心调整至颞颌关节部位。由于人体尺寸的差异，且颞下颌关节位于人脸颊两侧，颞颌线圈在扫描时需要在多个方向调整线圈单元，导致扫描时摆位操作复杂，花费时间长，效率低下。
【发明内容】
本发明所要解决的技术问题是提供一种用于磁共振成像的射频线圈组件,其可实现颞颌部位的磁共振信号的并行采集。
本发明为解决上述技术问题而采用的技术方案是：一种用于磁共振成像的射频线圈组件，其包括：线圈支架、第一线圈、第二线圈以及线圈位置调节机构，第一线圈、第二线圈包括壳体及布置于壳体内的线圈单元，第一线圈、第二线圈相对布置，且与线圈位置调节机构连接，线圈位置调节机构与线圈支架组装在一起，线圈位置调节机构用于调节第一线圈、第二线圈同时移动，或用于调节第一线圈和第二线圈中的一个线圈移动。
优选的，所述线圈位置调节机构包括第一齿条、第二齿条及齿轮，所述第一齿条用于调节第一线圈，所述第二齿条用于调节第二线圈，所述齿轮与第一齿条、第二齿条配合使用。
优选的，所述线圈支架包括沿水平方向延伸的横梁，横梁为中空的结构，所述第一齿条、第二齿条及齿轮设置于横梁内。
优选的，还包括布置于横梁中间部位的旋钮，所述旋钮与齿轮连接。
优选的，所述旋钮位于横梁的上方。
优选的，所述第一齿条、第二齿条相对布置，所述齿轮布置于第一齿条、第二齿条之间，且齿轮可与第一齿条、第二齿条可同时啮合或者与第一齿条啮合或者与第二齿条啮合。
优选的，所述旋钮可使齿轮沿顺时针方向或逆时针方向转动，并可带动第一齿条、第二齿条向横梁的中间部位移动或者远离横梁的中间部位。
优选的，还包括与第一齿条、第二齿条分别连接的两条滑动杆，所述滑动杆***到第一线圈单元的壳体或第二线圈单元的壳体中，且所述滑动杆与第一线圈单元的壳体或第二线圈单元的壳体之间为可插拔的结构。
优选的，还包括用于支撑线圈支架的底座。
优选的，所述线圈支架与底座结合在一起，且线圈支架可相对底座转动。
本发明对比现有技术有如下的有益效果：本发明提出的射频线圈组件，采用对称式设计，利用合理的机构设计，将扫描时的摆位减少到三个步骤，简化了技师的操作，提高了摆位时的效率。线圈调节机构的旋钮可控制左或右两根滑动杆同时向内或向两侧滑动，从而带动线圈左右移动，以更好地贴近颞颌关节处。定位元件可控制线圈支架在底座上转动，从而同时调整两个线圈单元盒的上下、前后位置，可将线圈调整至患者颞颌关节处。线圈可沿滑动杆前后移动，同时也可在滑动杆上转动，将线圈单元中心调整至颞颌关节处。同时线圈单元可贴合在人脸颊上。
【附图说明】
图1为本发明实施例的用于磁共振成像的射频线圈组件的立体组合图；
图2为本发明实施例的用于磁共振成像的射频线圈组件的部分立体组合图；
图3为线圈位置调节机构中的第一齿条、第二齿条与齿轮啮合的示意图；
图4为线圈位置调节机构中的第一齿条与齿轮啮合的示意图；
图5为线圈位置调节机构中的第二齿条与齿轮啮合的示意图；
图6为线圈壳体与滑动杆的组合示意图；
图7为第一齿条、第二齿条、齿轮与横梁装配关系示意图；
图8为本发明实施例的用于磁共振成像的射频线圈的线圈单元的空间布置示意图；
图9为环形线圈、马鞍形线圈组成的线圈结构在同一深度方向信噪比对比图。
【具体实施方式】
下面结合附图和实施例对本发明作进一步的描述。
请参阅图1-9，本发明实施例的一种用于磁共振成像的射频线圈组件，其包括：线圈支架10、第一线圈20a、第二线圈20b以及线圈位置调节机构30，第一线圈20a、第二线圈20b包括壳体200及布置于壳体内的线圈单元201、202，第一线圈20a、第二线圈20b相对布置，且与线圈位置调节机构30连接，线圈位置调节机构与线圈支架组装在一起，线圈位置调节机构用于调节第一线圈、第二线圈同时移动，或用于调节第一线圈和第二线圈中的一个线圈移动。
线圈支架10包括沿水平方向延伸的横梁101，横梁为中空的结构；沿水平方向延伸、且位于横梁101下方的长轴102，所述长轴102与横梁101基本平行布置，以及连接横梁101、长轴102的一对支撑臂103、104。横梁101具有沿水平方向延伸的基体部1011。
线圈位置调节机构30包括第一齿条301、第二齿条302及齿轮303，所述第一齿条301用于调节第一线圈，所述第二齿条302用于调节第二线圈20b，所述齿轮303与第一齿条301、第二齿条302配合使用。
第一齿条301、第二齿条302及齿轮303设置于横梁内，且第一齿条301、第二齿条302及齿轮303布置于横梁101的基体部1011上，第一齿条301、第二齿条302可相对基体部1011沿水平方向滑动。进一步的，可在第一齿条301、第二齿条302上设置卡合元件3011、3021，所述卡合元件3011、3021与基部1011的滑槽1012相结合，可使第一齿条301、第二齿条302与基部1011保持较好的装配效果。
第一齿条301、第二齿条302相对布置，所述齿轮303布置于第一齿条301、第二齿条302之间，且齿轮303可与第一齿条301、第二齿条302可同时啮合或者与第一齿条啮合或者与第二齿条啮合。具体的，可将第一齿条301、第二齿条302的齿部在上下方向上部分错开，通过调整齿轮303在上下方向上的位置，使齿轮303的齿部位于三个不同位置(高度)的档位：仅与第一齿条301的齿部啮合，或仅与第二齿条302的齿部啮合，或者同时与第一齿条301的齿部、第二齿条302的齿部啮合。
所述线圈位置调节机构30还包括布置于横梁中间部位的旋钮304，所述旋钮304与齿轮303连接；优选的，所述旋钮304位于横梁的上方。转动旋钮304可使齿轮303沿瞬时针方向或逆时针方向转动，并可带动第一齿条301、第二齿条302向横梁的中间部位移动或者远离横梁的中间部位。
线圈位置调节机构30还包括与第一齿条301、第二齿条302分别连接的两条滑动杆305，所述滑动杆305***到第一线圈单元的壳体200或第二线圈单元的壳体200中，且所述滑动杆305与第一线圈单元的壳体200或第二线圈单元的壳体200之间为可插拔的结构。滑动杆305上有若干凹槽3051，壳体200设有可容纳滑动杆305的收容孔2001。进一步的，可在壳体200的收容孔2001的侧方安装弹簧2002和顶珠2003，顶珠2003突出于收容孔2001中并抵止于凹槽3051中，当相对于滑动杆305拉动壳体200至某一位置时，可以实现壳体200在滑动杆305上的预定位。此外，壳体200也可在滑动杆上转动。
进一步的，所述射频线圈组件还包括用于支撑线圈支架10的底座40。底座40的一侧设有沿水平方向延伸的槽道401，长轴102贯穿槽道401，使线圈支架10与底座40结合在一起，且线圈支架10架可相对底座40转动。进一步的，底座40上设有定位元件402，其可被旋转并抵靠于长轴102上，从而可控制线圈支架10在底座40上转动，从而同时调整两个线圈20a、20b的上下、前后位置，可将线圈20a、20b调整至患者颞颌关节处。底座40上也有软垫50，以提高患者检查时的舒适性。
本发明提出的射频线圈组件，采用对称式设计，利用合理的机构设计，将扫描时的摆位减少到3个步骤，简化了技师的操作，提高了摆位时的效率。
线圈调节机构的旋钮可控制左或右两根滑动杆同时向内或向两侧滑动，从而带动线圈左右移动，以更好地贴近颞颌关节处。定位元件可控制线圈支架在底座上转动，从而同时调整两个线圈单元盒的上下、前后位置，可将线圈调整至患者颞颌关节处。线圈可沿滑动杆前后移动，同时也可在滑动杆上转动，将线圈单元中心调整至颞颌关节处。同时线圈单元可贴合在人脸颊上。
图8给出了本发明实施例的用于磁共振成像的射频线圈的线圈单元的空间布置示意图。第一线圈单元201具有第一几何形状，第二线圈单元202具有第二几何形状，且所述且第二几何形状的中心O2位于第一几何形状的区域范围内，此处的第二几何形状的中心位于第一几何形状的区域范围内是指将第二线圈单元平铺于水平面上，将第一线圈单元也平铺于水平面上时，两个线圈单元之间的空间关系，但限于产品在制造或组装时，线圈单元可能会有较小的形变，但仍然也可认为两者之间的空间关系符合此要求。
第一线圈单元201为环形线圈，第二线圈单元202为马鞍形线圈。第一线圈单元201为一个环形线圈(loop coil)，第二线圈单元202为两个半封闭单元组成的一个马鞍形线圈(saddle coil)，此环形线圈和马鞍形线圈形成的两个磁场方向均垂直于主磁场，分别在x和y方向(如图中坐标方向)，两个磁场方向互相正交，因此可以提高接收到的磁共振信号强度，且这样的结构无需去耦。
第一线圈单元201为圆环形，第二线圈单元202为对称布置的两个扇形,所述第二几何形状的中心O2邻近第一几何形状的中心O1,环形线圈和马鞍形线圈共形设计，提高了信噪比。第一线圈单元201、第二线圈单元202被固定于基板203,且所述第二线圈单元202完全布置于第一线圈单元201的内部。所述基板203优选为硬质电路板，可将线圈单元定位，防止其变形。进一步的，所述第一线圈单元201和第二线圈单元202由若干铜导体段2011、2012分别与电容元件C1-C3及C4-C6串联后形成。可选的，第一线圈单元201的形状也可以为正方形，第二线圈单元202的形状也可以为正多变形。
为了适应被扫描者两侧的颞颌部位的磁共振信号采集，所述的射频线圈(包括第一线圈20a、第二线圈20b)由两个所述的第一线圈单元201、两个所述的第二线圈单元202组成，且两个所述的第一线圈单元201分开布置，两个所述的第二线圈单元202分开布置。
第一线圈单元201、第二线圈单元202分别与一个前置放大器连接后，然后再连接至线缆60，从而将采集的磁共振信号传给图像重建***，并可获得对应的磁共振图像。
请参阅图9，环形线圈(loop)、马鞍形线圈(saddle)组成的组合线圈结构在同一深度方向信噪比对比图，其中粗曲线为两种线圈(loop、saddle)组合后的SNR信噪比，其中细曲线为一种线圈(loop)的SNR信噪比，通过此图，可知由环形线圈和马鞍形线圈组合的线圈结构相较于单个环形线圈的整体SNR(信噪比)高了20％，在表层SNR高了40％以上；此外，此线圈组合结构环形线圈(loop)、马鞍形线圈(saddle)之间无需去耦，简化了电路设计，降低了生产制造成本。
虽然本发明已以较佳实施例揭示如上，然其并非用以限定本发明，任何本领域技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作些许的修改和完善，因此本发明的保护范围当以权利要求书所界定的为准。

Claims (7)

1.一种用于磁共振成像的射频线圈组件，其特征在于包括：线圈支架、第一线圈、第二线圈以及线圈位置调节机构，第一线圈和第二线圈均包括壳体及布置于壳体内的线圈单元，第一线圈、第二线圈相对布置，且与线圈位置调节机构连接，线圈位置调节机构与线圈支架组装在一起，线圈位置调节机构用于调节第一线圈、第二线圈同时移动，或用于调节第一线圈和第二线圈中的一个线圈移动；所述线圈位置调节机构包括第一齿条、第二齿条及齿轮，所述第一齿条用于调节第一线圈，所述第二齿条用于调节第二线圈，所述齿轮与第一齿条、第二齿条配合使用；所述第一齿条、第二齿条相对布置，所述齿轮布置于第一齿条、第二齿条之间，通过调整齿轮在上下方向上的位置，使齿轮的齿部位于三个不同位置的档位，使齿轮可与第一齿条、第二齿条可同时啮合或者与第一齿条啮合或者与第二齿条啮合；与第一齿条、第二齿条分别连接的两条滑动杆，所述滑动杆***到第一线圈单元的壳体或第二线圈单元的壳体中，且所述滑动杆与第一线圈单元的壳体或第二线圈单元的壳体之间为可插拔的结构；滑动杆上有若干凹槽，壳体设有可容纳滑动杆的收容孔；壳体的收容孔的侧方安装弹簧和顶珠，顶珠突出于收容孔中并抵止于凹槽中。
2.根据权利要求1所述的用于磁共振成像的射频线圈组件，其特征在于，所述线圈支架包括沿水平方向延伸的横梁，横梁为中空的结构，所述第一齿条、第二齿条及齿轮设置于横梁内。
3.根据权利要求2所述的用于磁共振成像的射频线圈组件，其特征在于，还包括布置于横梁中间部位的旋钮，所述旋钮与齿轮连接。
4.根据权利要求3所述的用于磁共振成像的射频线圈组件，其特征在于，所述旋钮位于横梁的上方。
5.根据权利要求3或4所述的用于磁共振成像的射频线圈组件，其特征在于，所述旋钮可使齿轮沿顺时针方向或逆时针方向转动，并可带动第一齿条、第二齿条向横梁的中间部位移动或者远离横梁的中间部位。
6.根据权利要求1所述的用于磁共振成像的射频线圈组件，其特征在于，还包括用于支撑线圈支架的底座。
7.根据权利要求6所述的用于磁共振成像的射频线圈组件，其特征在于，所述线圈支架与底座结合在一起，且线圈支架可相对底座转动。
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