CN106842086A - 一种用于磁共振成像的射频线圈组件 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于磁共振成像的射频线圈组件，其包括上壳体、下壳体，且上壳体、下壳体之间形成空腔，所述空腔具有开口部，且上壳体、下壳体均布置有数个线圈单元，所述线圈单元用金属材料制成，所述上、下壳体用绝缘材料制成，所述射频线圈组件还包括转动机构，且所述转动机构与空腔的开口部在前后方向上相对设置，所述上壳体、下壳体通过转动机构连接在一起，且上壳体可相对于下壳体翻转；通过转动机构可实现线圈上半部分的上壳体的开合单手操作；线圈上半部分无需移走，减少工作流,节省时间。

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，具体涉及一种用于磁共振成像的射频线圈组件。

【背景技术】

磁共振，也称磁共振成像(Magnetic Resonance Imaging，MRI)、自旋成像(spin imaging)、核磁共振成像(Nuclear Magnetic Resonance Imaging，NMRI)，是继CT后医学影像学的又一重大进步。自80年代应用以来，它以极快的速度得到发展。其基本原理是将人体置于特殊的磁场中，当被测对象置于磁场中后,其体内的氢原子可被极化。用无线电射频脉冲激发人体内氢原子核，引起氢原子核共振，并吸收能量。在停止射频脉冲后，氢原子核按特定频率发出射电信号，并将吸收的能量释放出来，被体外的接收器收录，经电子计算机处理后获得图像。

MRI提供的信息量不但大于医学影像学中的其他许多成像术，而且不同于已有的成像术，因此，它对疾病的诊断具有很大的潜在优越性。由于其可以直接作出横断面、矢状面、冠状面和各种斜面的体层图像；且无电离辐射，对机体没有不良影响，因而在医学领域越来越多地被使用。

射频线圈是磁共振成像***的重要组成部分，用于产生射频脉冲，激发被扫描对象，产生磁共振信号；然后，射频线圈接收磁共振信号，通过后续的数据处理，得到被扫描对象的2D或3D图片。为了更好的采集被扫描部位的磁共 振信号，提高图像的信噪比，局部线圈得到广泛的应用。局部线圈往往是针对某一特定的被扫描部位而设计，例如用于脚踝的局部线圈、手腕的局部线圈、脊柱的局部线圈、用于头部的局部线圈等。

现有的用于头部的局部线圈，被设计成上、下可开合的两半部分。在使用该线圈时,需打开上半部分,需先断开线圈上、下两半部分的电气连接,两手抠住在两侧的卡口位置,将上半部分移走,然后被扫描者的头部置于线圈下半部分,然后再将上半部分合在下半部分。可见现有的用于头部的局部线圈的工作流复杂,需多步操作；需双手操作,不能使用单手操作；线圈在上、下半部分合配时需有导向定位结构；使用者在手持线圈上半部分与下半部分合配时,若有疏忽线圈坠落容易伤到已经就位的患者,有安全风险。

【发明内容】

本发明所要解决的技术问题是提供一种可方便使用的射频线圈组件。

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，其包括上壳体、下壳体，且上壳体、下壳体之间形成空腔，所述空腔具有开口部，且上壳体、下壳体均布置有数个线圈单元，所述线圈单元用金属材料制成，所述上、下壳体用绝缘材料制成，所述射频线圈组件还包括转动机构，且所述转动机构与空腔的开口部在前后方向上相对设置，所述上壳体、下壳体通过转动机构连接在一起，且上壳体可相对于下壳体翻转。

优选的，所述转动结构包括安装于下壳体的转动元件，且转动元件可相对下壳体转动。

优选的，所述转动元件包括主体部及自主体部侧向延伸的转轴部。

优选的，所述下壳体设有容置部，转动元件安装于容置部中。

优选的，所述容置部设有支撑件，支撑件上设置凹口，所述转轴部设置于 凹口中。

优选的，还包括固定部，固定部安装在容置部内，并将转轴部限位于凹口中。

优选的，所述转动机构还包括偏转元件，安装于转轴上，用于对转动元件提供偏转力；所述偏转元件为扭簧，所述扭簧的两个自由末端分别抵止于下基壳和转动机构的主体部。

优选的，所述转动元件的主体部设有回位导套，回位导套内置有回位导柱，且回位导柱与主体部之间设有回位弹簧。

优选的，所述上壳体与回位导柱连接在一起。

优选的，还包括设置于上壳体的卡扣及设置于下壳体的卡扣插槽。

本发明对比现有技术有如下的有益效果：通过转动机构可实现线圈上半部分的上壳体的开合单手操作；线圈上半部分无需移走减少工作流,节省时间；线圈的上下开合更加方便，简单；省去了线圈上下部分的连接器,节省成本,同时提高了电器安全性；减少了线圈上半部分在手持过程中的脱落风险,提高了线圈的可靠性；同时避免了上半部分线圈使用时,滑落砸伤患者的风险。

【附图说明】

图1为本发明实施例的射频线圈组件的上、下壳体闭合状态的立体示意图；

图2为射频线圈组件的上、下壳体打开状态的立体示意图；

图3为射频线圈组件的上、下壳体打开，且将转动机构显示的示意图；

图4为射频线圈组件的分解图；

图5为转动机构的分解图；

图6为图5另一角度的视图；

图7为转动结构与上、下壳体装配关系示意图；

图8为转动机构组装于下壳体的示意图；

图9为图1中射频线圈组件的上外壳被移走后的示意图；

图10为图9中的矩形框内的线缆与上、下壳体的出线孔的位置关系图；

图11为在闭合状态的上、下壳体上施加推力F的示意图；

图12为图11沿A-A方向的剖面图；

图13为上壳体在转动机构的偏转元件作用下相对于下壳体翻转示意图；

图14为图13沿B-B方向的剖面图；

图15为缓冲元件与偏转元件相互作用达到平衡时的上、下壳体的位置关系示意图；

图16为图15沿C-C方向的剖面图；

图17-20为上壳体在推力F’的作用下与下壳体闭合的过程示意图；

图21为本发明实施例的用于磁共振成像的射频线圈组件上半部分的线圈单元的空间布置示意图；

图22为射频线圈组件下半部分的线圈单元的空间布置示意图；

图23为射频线圈组件上半部分的线圈单元的主视图；

图24为射频线圈组件下半部分的线圈单元的主视图；

图25为头部线圈中部分线圈单元之间的去耦示意图。

【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。

如图1-10所示，本发明实施例的一种用于磁共振成像的射频线圈组件，其包括壳体及布置于壳体上的数个用于发送或接收射频信号的线圈单元，具体的，所述壳体包括上壳体101、下壳体102，且上壳体101、下壳体102之间形成 空腔104，所述空腔具有开口部105，且上壳体、下壳体均布置有数个线圈单元，所述线圈单元用金属材料制成，所述上、下壳体用绝缘材料制成，所述射频线圈组件还包括转动机构30，且所述转动机构30与空腔的开口部105在前后方向上相对设置，所述上壳体、下壳体通过转动机构连接在一起，且上壳体可相对于下壳体翻转。本实施例中的射频线圈组件为用于头部磁共振扫描的射频线圈组件，但本发明中的技术方案也可以应用于四肢关节射频线圈组件组件等其他可设计成开合结构的射频线圈组件。

为了使用方便线圈单元及其他对应的电子元件在壳体上的定位，对上下壳体在设计上做进一步的优化，其中，所述下壳体102包括下基壳1021及下盖1022；所述下基壳1022上布设若干线圈单元，所述线圈单元被置于下基壳1021与下盖1022之间，随形固定在下基壳1021结构面；所述上壳体101也按照类似的方式设计成上基壳1011与上盖1012，并在上基壳1011布置有若干线圈单元。具体的，本实施例中上、下基壳中共布置有二十四个线圈单元(1-24)，当然，线圈单元的数量并不局限于此，也可为三十二个、六十四个等。线圈单元可以由铜箔、铜导线、柔性电路板等按照一定的形状构造。但是，需要特别说明的是，本发明的壳体并不局限于实施例的结构，在其他实施方式中，上基壳1011与上盖1012也可为一件式结构下基壳1021与下盖1022也可为一件式结构，组成一个结构上相对独立的下壳体。

本发明实施例中的转动机构30与下壳体102枢接，与上壳体101活动连接，从而使上、下壳体101、102可靠地组装在一起。转动结构30包括安装于下壳体102后侧部的一对转动元件301，且转动元件301可相对下壳体102转动。转动元件301包括主体部302及自主体部侧向延伸的一对转轴303。具体的，转动机构30被对称的组装于下壳体102后侧的左、右方位。

进一步的，在下壳体102的下基壳1021上进一步设有容置部1023，转动 元件301安装于容置部1023中。所述容置部1023设有支撑件1024，支撑件上设置凹口1025，所述转轴303置于凹口1025中，所述转动元件301被悬置于两个相对布置的支撑件1024上。进一步的，还包括用于将转动元件301组装于下基壳102的固定元件304，固定元件304安装在容置部内，并将转轴部限位于凹口中。固定元件304包括连接部3041及保持部3043，保持部3043位于连接部3041的底部的侧旁，连接部3041设有通孔3042，可通过贯穿其中的螺丝(未示出)将连接部3041与下基壳容置部1023内的定位部1029结合在一起，保持部3043上设有弧形槽3044，可与转轴303配合，防止转轴303脱离支撑件1024。

进一步的，转动机构30配置有偏转元件305，用于辅助上壳体相对于下壳体的翻转。优选的，所述偏转元件305为扭簧，其被安装在转轴303上，根据具体需求，可在转动元件301上装配一个扭簧或两个左右方向上相对的两个扭簧。扭簧的两个自由末端分别抵止于下基壳和转动机构30的主体部302。

进一步的，转动元件301的主体部302设有在前后方向上延伸的回位导套306，回位导套具有前开口3061及上开口3062。回位导套306内置有回位导柱307，且回位导套306内设有回位弹簧308，所述回位弹簧308设置于回位导柱307的后方，并弹性地抵靠于回位导柱307。上壳体101与回位导柱307连接在一起，具体的，可在回位导柱307的上部设置固定孔3071，通过与之装配的螺丝(未示出)将上壳体101与回位导柱307结合在一起，因此，当对上壳体施加向后的推力后，上壳体101可推动回位导柱307在回位导套306内向后运动，并压缩回位弹簧308，当外力移除后，回位弹簧308可推动回位导柱307向前运动，进而带动上壳体101向前移动。

进一步的，主体部302上设有凸柱309，凸柱309位于回位导套306的下方，且凸柱309的前端位于回位导套306的前端的后方。进一步的，下基壳 102的下基壳1021上设有沿上下方向延伸的缓冲导套1026，在缓冲导套1026内设置缓冲弹簧310及缓冲元件311，所述缓冲元件311包括外壁3111及设置于外壁3111内的缓冲导柱3113，缓冲弹簧310组装于缓冲导柱3113，所述外壁3111上设有弹性臂3112，缓冲元件311被安装于缓冲导套1025中，所述弹性臂3112上末端的倒勾部钩住缓冲导套1025的上缘，缓冲弹簧310抵止于下基壳1021，所述缓冲元件311可相对缓冲导套1026上下运动。

上壳体设有第一出线孔1017、下壳体设有第二出线孔1027，线缆200与上壳体上面的线圈单元电连接后，穿过第一出线孔1017后进入第二出线孔1027，并与下壳体102的前下方的连接器1028连接。优选的，将第一出线孔1017的截面形状设计成跑道形，第二出线孔1027的截面形状设计成圆形，且第二出线孔1027与第一出线孔1017在左右方向上对齐，且第二出线孔1027的尺寸(孔径)较第一出线孔1017的尺寸(孔径)要小，且上壳体相对下壳体转动过程中，第二出线孔位于第一出线孔的有效范围内，从而可防止线缆200被扭转或磨损。进一步的，上壳体101的前缘处设置有卡扣1010及下壳体102的前缘设有卡扣插槽1020。

以下简要说明本发明实施例中的射频线圈组件的开合操作：

请参阅图11-12，当需要将线圈组件打开时，施加沿如图箭头方向(前后方向)外力F推动线圈上半部分，以克服回位弹簧308的反向作用力，请参图13-14，当线圈组件的上半部分卡扣1010与下半部分的卡扣插槽1020脱开后，线圈组件的上半部分在转动机构30的转轴上所设偏转元件305的力的作用下开始反转；请参图15-16，当线圈组件的上半部分，反转到一定角度时，转动机构中的凸柱309，顶压缓冲元件311，线圈组件的上半部分受到的反转力与缓冲元件的力平衡后，线圈组件的上半部分不再反转。

线圈组件上半部分的反转角度可达180度甚至更多；由于使用过程中大于75度就已经基本满足要求，因此把制动角度(反转角度)可设计为90～120度，这样可以更多避免患者在躺下时头部碰触到线圈上半部分，引起不适或不小心 把头部重量施加于线圈上半部分造成线圈损坏；同时在线圈回位时，方便用户施力。

请参阅图17-20，当需要将线圈组件闭合时，线圈组件上半部分在外力F’的作用下，可以沿转动机构的转轴反转，当线圈组件上半部分卡扣与线圈组件下半部分卡扣插槽配合碰触时，卡扣插槽把卡扣向空箭头方向推动，当卡扣继续在外力F’按压下跟随线圈上半部分转动时，到达卡扣插槽配合位，卡扣再无阻拦，在回位弹簧的作用下，再沿相反方向运动，进入卡扣插槽配合位，实现锁止。

请参阅图21-25，本发明实施例中的线圈单元的在线圈壳体上的分布示意图。

一种用于磁共振成像的射频线圈的线圈单元，包括：第一线圈单元组、第二线圈单元组及第三线圈单元组，所述第一线圈单元组、第二线圈单元组、第三线圈单元组沿上下方向(前后方向，当射频线圈组件安装于沿前后方向的扫描床时)依次布置，第一线圈单元组的线圈单元在顶部连续分布，第二线圈单元组或/和第三线圈单元组的后半部(下半部，当射频线圈组件安装于沿前后方向的扫描床时)的线圈单元沿周向连续分布，第二线圈单元组或/和第三线圈单元组的前半部(上半部，当射频线圈组件安装于沿前后方向的扫描床时)的线圈单元沿周向非连续分布。线圈单元可由铜皮或铜导线按照一定的形状构造，每个线圈单元为一个环形闭合回路，用于接收磁共振信号。

第一线圈单元组包括第一线圈单元组包括8个线圈单元，分别编号为1、2、3、4及11、12、13、14；第二线圈单元组包括10个线圈单元，分别编号为5、6、7、8及15、16、17、18、19、20；第三线圈单元组包括6个线圈单元，分别编号为9、10及21、22、23、24。

第一线圈单元组的线圈单元1、2、3、4及11、12、13、14以顶部为中心，且向下、向外以辐射状布置。第一线圈单元组的线圈单元大致形成半球面状。第一线圈单元组的线圈单元形状基本一致，在顶部连续分布。第一线圈单元组中的线圈单元之间的去耦方式为电容去耦，根据线圈单元的空间分布及头顶部 的位置关系，第一线圈单元组中的线圈单元中每相间隔一个线圈单元的两个线圈单元之间用电容去耦(参图5)。例如单元1、2、3、4以及单元11、12、13、14每相隔一个的单元用电容去耦。如果该头部线圈的机械外壳上下不开合，则1和12，4和13，14和3，2和11之间也可用该种方式去耦。

第二线圈单元组的10个线圈单元5、6、7、8及15、16、17、18、19、20沿周向(即以大致贯穿顶部中心的直线为轴线的柱状面的圆周方向)布置。在前后方向上，第二线圈单元组可分为前半部分和后半部分，其中前半部分包括线圈单元5、6、7、8，后半部分包括线圈单元15、16、17、18、19、20。后半部的线圈单元15、16、17、18、19、20沿周向连续分布，前半部分的线圈单元5、6、7、8沿周向非连续分布，具体体现在线圈单元6、7近似为梯形，其他线圈单元5、8及15-20大致为矩形。线圈单元6、7所在的位置是两个眼睛的位置，可以保证被扫描者有很好的视野。线圈单元6、7之间的区域，未布置有效的线圈部分，使线圈单元在此处为非连续分布状态，此种线圈单元分布方式能为鼻子预留空间，可以防止压到病人鼻子。

第三线圈单元组的6个线圈单元9、10及21、22、23、24沿周向(即以大致贯穿顶部中心的直线为轴线的柱状面的圆周方向)布置。在前后方向上，第三线圈单元组可分为前半部分和后半部分，其中前半部分包括线圈单元9、10，后半部分包括线圈单元21、22、23、24。后半部的线圈单元21、22、23、24沿周向连续分布，前半部分的线圈单元9、10沿周向非连续分布，具体体现在线圈单元9、10近似为梯形，其他线圈单元21-24大致为矩形。线圈单元9、10所在的位置是嘴巴的位置。线圈单元9、10之间的区域，未布置有效的线圈部分，使线圈单元在此处为非连续分布状态。

本发明具有以下优点：可实现线圈上半部分的上壳体的开合单手操作；线圈上半部分无需移走减少工作流,节省时间；线圈的上下开合更加方便，简单；省去了线圈上下部分的连接器,节省成本,同时提高了电器安全性；减少了线圈上半部分在手持过程中的脱落风险,提高了线圈的可靠性；同时避免了上半部分线圈使用时,滑落砸伤患者的风险。

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 (10)

1.一种用于磁共振成像的射频线圈组件，其包括上壳体、下壳体，且上壳体、下壳体之间形成空腔，所述空腔具有开口部，且上壳体、下壳体均布置有数个线圈单元，所述线圈单元用金属材料制成，所述上、下壳体用绝缘材料制成，其特征在于：所述射频线圈组件还包括转动机构，且所述转动机构与空腔的开口部在前后方向上相对设置，所述上壳体、下壳体通过转动机构连接在一起，且上壳体可相对于下壳体翻转。

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，所述转动结构包括安装于下壳体的转动元件，且转动元件可相对下壳体转动。

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，所述转动元件包括主体部及自主体部侧向延伸的转轴部。

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，所述下壳体设有容置部，转动元件安装于容置部中。

5.根据权利要求4所述的用于磁共振成像的射频线圈组件，其特征在于，所述容置部设有支撑件，支撑件上设置凹口，所述转轴部设置于凹口中。

6.根据权利要求5所述的用于磁共振成像的射频线圈组件，其特征在于，还包括固定部，固定部安装在容置部内，并将转轴部限位于凹口中。

7.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，所述转动机构还包括偏转元件，安装于转轴上，用于对转动元件提供偏转力。

8.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，所述转动元件的主体部设有回位导套，回位导套内置有回位导柱，且回位导柱与主体部之间设有回位弹簧。

9.根据权利要求8所述的用于磁共振成像的射频线圈组件，其特征在于，所述上壳体与回位导柱连接在一起。

10.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，还包括设置于上壳体的卡扣及设置于下壳体的卡扣插槽。