CN110857971A - 用于医学成像设备的射频线圈 - Google Patents

Abstract

提供了用于磁共振成像(MRI)***的射频(RF)线圈的方法和***。在一个实施例中，用于医学成像设备的射频线圈包括：第一导电部分，具有第一端和相对的第二端；以及第一导电部分的第一多个凹口，跨过第一导电部分的中心线从第一端延伸到第二端。以这种方式，减小在RF线圈的导电表面内产生的电涡流的量，从而降低RF线圈的温度和振动。

Description

用于医学成像设备的射频线圈

技术领域

本文公开的主题的实施例涉及磁共振成像(MRI)，更具体地，涉及用于MRI***的射频(RF)线圈。

背景技术

磁共振成像(MRI)为一种医学成像模式，可在没有X射线辐射或其他类型的电离辐射的情况下产生患者内部的图像。MRI***为利用超导磁体在指定区域内(例如，在成形来接收患者的通道内)产生强而均匀的静磁场的医学成像设备。当患者的身体(或患者身体的一部分)位于磁场内时，与在患者组织内形成水的氢原子核相关联的核自旋变得极化。与这些自旋相关联的磁矩沿着磁场方向对齐并且在磁场方向上引起小的净组织磁化。MRI***另外包括磁梯度线圈，其产生的空间变化的磁场的大小相对于由超导磁体产生的均匀磁场的大小较小。空间变化的磁场经配置以彼此正交，以便通过在患者体内的不同位置处产生氢原子核的特征共振频率来对该区域进行空间编码。然后使用射频(RF)线圈组件来在氢原子核的共振频率处或附近产生RF能量的脉冲。RF能量的脉冲被氢原子核吸收，从而向核自旋***添加能量并且将氢原子核从静止态(rest state)调节到激发态(excited state)。当氢原子核从激发态松弛回到静止态时，它们以RF信号的形式释放吸收的能量。该信号由MRI***检测并且由计算机使用已知的重建算法转换成图像。

发明内容

在一个实施例中，一种用于医学成像设备的射频(RF)线圈包括：第一导电部分，具有第一端和相对的第二端；以及第一导电部分的第一多个凹口，跨过第一导电部分的中心线从第一端延伸到第二端。以这种方式，多个凹口减少流过第一导电段的电涡流的量并且降低对患者的成像期间RF线圈的操作温度。

应理解，提供上面的简要描述是为了以简化形式介绍在详细描述中进一步描述的所选概念。这并不意味着识别所要求保护的主题的关键或必要特征，其范围由详细描述之后的权利要求唯一地限定。此外，所要求保护的主题不限于解决上文或本公开的任何部分中提到的任何缺点的实施方式。

附图说明

通过参考附图阅读以下对非限制性实施例的描述，将更好地理解本发明，其中：

图1示出根据一种实施例的包括射频(RF)线圈的示例磁共振成像(MRI)***的示意图。

图2示出根据一种实施例的MRI***的机架的孔的透视图，该MRI***包括具有分段端环的RF线圈；

图3示出根据一种实施例的图2的RF线圈的正面透视图；

图4A示出根据一种实施例的图2的RF线圈的外部的平坦视图，并且图4B示出根据实施例的图2的RF线圈的内部的平坦视图；

图5A示出根据一种实施例的位于图2的RF线圈外部的导电部分的放大视图，并且图5B示出根据一种实施例的位于图2的RF线圈内部的导电部分的放大视图；

图6A示出根据一种实施例的由图5A所示的导电部分的相对温度，并且图6B示出根据一种实施例的由图5B所示的导电部分的相对温度；以及

图7示出根据一种实施例的图2的孔在图2的RF线圈的操作期间的温度的曲线图。

尽管可使用其他相对尺寸，但是图2至图6B大致按比例示出。

具体实施方式

以下描述涉及磁共振成像(MRI)的各种实施例。特别地，提供用于MRI***的射频(RF)线圈的***和方法。MRI***，诸如图1所示的MRI***，包括具有孔的机架，该孔具有位于其中的成像空间。包括两个相对端环和多个横档的RF线圈围绕孔的周界耦合，以便对位于成像空间内的患者成像。如图3至图5B所示，RF线圈包括耦合到端环的内表面和外表面的多个导电部分。如图5A至图5B所示，每个导电部分包括在相对于导电部分中心线的横断方向上延伸的多个凹口。每个导电部分的凹口在MRI***的操作期间减少导电部分内的涡流量。涡流的减小降低导电部分的温度，如图6A至图6B所示，并且可减少RF线圈的振动量。导电部分的降低的温度导致机架的孔的降低的温度，如图7所示。由于减小的涡流而引起的温度和振动的降低可导致患者舒适度增加以及RF线圈的电力消耗量减少。

尽管通过示例描述MRI***，但是应理解，本技术当应用于使用其他成像模式(诸如断层合成、计算机断层扫描、C臂血管造影等)采集的图像时也可以是有用的。MRI成像模式的当前论述仅作为一种合适的成像模式的示例提供。

图1示出MRI***10，其包括静磁场磁体单元12(例如，超导磁体)、磁梯度发生器13、局部RF线圈14、体积RF线圈15(其在本文中可称为体RF线圈)、发射/接收(T/R)开关20、RF信号驱动器22、梯度驱动器23、数据采集单元24、控制器单元25、患者台26(在本文可称为床)、数据处理单元31、操作控制台单元32和显示单元33。局部RF线圈14为表面线圈，其经配置以靠近待由MRI***10扫描的对象16(例如，患者)的解剖结构的表面放置。体积RF线圈15为经配置以发射RF信号(例如，射频的电磁波)的线圈，并且局部RF线圈14经配置以接收RF信号。由此，体积RF线圈15和局部RF线圈14在空间上彼此分离，但是可彼此电磁耦合。在一些示例中，局部RF线圈14和/或体积RF线圈15可发送和接收RF信号。线圈(例如，局部RF线圈14和体积RF线圈15)的示例操作模式在下面进一步描述。

MRI***10包括用于在其上放置对象16(例如，患者)的患者台26。通过移动患者台26，可在成像空间18的内部和外部移动对象16。成像空间18可定位在MRI***10的机架17的孔19内。在一些示例中，控制器单元25可向操作控制台单元32和/或显示单元33发送控制信号(例如，电信号)，以便向MRI***10的操作者(例如，用户、技术人员等)指示患者台26在成像空间18内的位置。

操作控制台单元32包括用户输入设备，诸如键盘和鼠标。操作控制台单元32由操作者用于例如输入成像协议(例如，并行成像协议)以及设置待执行成像序列的区域。由操作者将关于成像协议的数据输入至操作控制台单元32，并且成像序列执行区域被输出至控制器单元25。

显示单元33包括图形显示设备(例如，计算机屏幕)，并且基于从控制器单元25接收的控制信号在图形显示设备上显示图像。显示单元33显示例如关于输入项目的图像，操作者从操作控制台单元32输入关于输入项目的操作数据。显示单元33还显示由数据处理单元31生成的对象16的切片图像。

数据处理单元31包括计算机和记录介质(例如，硬盘驱动器)，在该记录介质上记录由计算机执行以执行预定数据处理的程序。数据处理单元31与控制器单元25电耦合，并且基于从控制器单元25接收的控制信号执行数据处理。数据处理单元31还连接到数据采集单元24，并且通过对从数据采集单元24输出的磁共振(MR)信号应用各种图像处理操作来生成频谱数据(下面将更详细地描述)。

静磁场磁体单元12包括耦合到环形真空容器(例如，机架17)并且定位在环形真空容器内部的环形超导电磁体。电磁体限定围绕对象16的圆柱形空间(例如，孔19)，并且在圆柱体空间内(例如在圆柱体空间内y轴的方向上，如参考轴199所示)生成大致恒定大小和方向的静磁场。由电磁体生成的静磁场在本文中可称为均匀磁场。

MRI***10还包括磁梯度发生器13，其在成像空间18中生成附加磁场(本文可称之为梯度磁场)，以便将由局部RF线圈14接收的MR信号与三维位置信息相关联。例如，由磁梯度发生器13产生的梯度磁场可在成像空间18内的不同位置处具有不同的大小(例如，不同的场强)。磁梯度发生器13包括三个梯度线圈***。每个梯度线圈***沿着三个垂直方向中的一个调整梯度磁场的大小。例如，第一梯度线圈***调整频率编码方向上的梯度磁场的大小，第二梯度线圈***调整相位编码方向上的梯度磁场的大小，并且第三梯度线圈***调整切片选择方向上的梯度磁场的大小。可基于来自MRI***10的用户(例如，操作者)的输入(例如，经由操作控制台单元32)来定义频率编码方向、相位编码方向和切片选择方向。更具体地，磁梯度发生器13响应于来自操作者的输入来调整对象16的切片选择方向上的梯度磁场的大小。然后，局部RF线圈14向对象16的选定切片发送RF脉冲并且激励切片(例如，激发对象16的选定切片内的氢原子核自旋)。磁梯度发生器13调整对象16的相位编码方向上的梯度磁场的大小，以对由RF脉冲激励的切片所发射的MR信号进行相位编码。然后，磁梯度发生器13调整对象16的频率编码方向上的梯度磁场的大小，以对由RF脉冲激励的切片所发射的MR信号进行频率编码。

梯度驱动器23基于从控制器单元25接收的控制信号驱动磁梯度发生器13，从而在成像空间18中生成梯度磁场。梯度驱动器23包括对应于包括在磁梯度发生器13(如上所述)中的三个梯度线圈***的三个驱动器电路***(未示出)。

MRI***10的RF线圈(例如，局部RF线圈14和/或体积RF线圈15)可向位于成像空间18内的对象16发送电磁脉冲信号，其中均匀磁场和梯度磁场延伸穿过成像空间18。局部RF线圈14被成形为例如包围对象16的待成像的区域。在一些示例中，局部RF线圈14可被称为表面线圈或接收器线圈。MRI***10从对象16接收MR信号(例如，经由耦合到RF线圈的数据采集单元24)并处理MR信号(例如，经由数据处理单元31)以便基于接收的MR信号构建对象16的切片的图像。

例如，在对象16被定位成由MRI***10扫描的状态期间(例如，在对象16在成像空间18内的状态期间)，对象16的组织内的氢原子核的自旋可与由均匀磁场和梯度磁场的组合产生的初始磁化矢量一致。局部RF线圈14可基于来自控制器单元25的控制信号向对象16发送作为电磁波的RF脉冲。发送到对象16的RF脉冲在待成像的对象16的切片(例如，由MRI***10的操作者所选择的)内生成高频磁场。高频磁场在对象16的切片中激发氢原子核的自旋，并使自旋与相较初始磁化矢量发生变化的磁化矢量一致。随着对象16的切片中的激发的氢原子核的自旋弛豫并返回与初始磁化矢量一致，局部RF线圈14接收从对象16的组织生成的电磁波作为MR信号。

体积RF线圈15可以交替地(或另外地)用于生成类似于上面参考局部RF线圈14所描述的高频磁场。例如，体积RF线圈15被定位成包围成像空间18并且可在与成像空间18内的静磁场磁体单元12生成的均匀磁场的方向正交的方向上产生RF脉冲，以便激发对象16的氢原子核。不同于可从MRI***10断开并被不同的局部RF线圈替换的局部RF线圈14，体积RF线圈15固定地附连并耦合到MRI***10。此外，诸如包括局部RF线圈14的那些的局部线圈可向对象16的局部区域(例如，对象16的特定解剖结构或切片)发送信号和/或从对象16的局部区域(例如，对象16的特定解剖结构或切片)接收信号(例如，发送RF信号和/或接收MR信号)，而体积RF线圈15可向对象16的更大部分(例如，对象16的整个身体)发送信号和/或从对象16的更大部分(例如，对象16的整个身体)接收信号。

经由T/R开关20电耦合到线圈(例如，体积RF线圈15和/或局部RF线圈14)的RF信号驱动器22包括栅极调制器(未示出)、RF功率放大器(未示出)和RF振荡器(未示出)，用于驱动局部RF线圈14和/或体积RF线圈15以在成像空间18中形成高频磁场(如上所述)。RF信号驱动器22经由栅极调制器将从RF振荡器接收的RF信号调制成具有预定定时和预定包络的信号，其中RF信号基于来自控制器单元25的控制信号。由栅极调制器调制的RF信号被RF功率放大器放大，并且然后输出到局部RF线圈14和/或体积RF线圈15。

当在接收模式下操作时，T/R开关20可选择性地将局部RF线圈14和/或体积RF线圈15电耦合到数据采集单元24，并且当在发送模式下操作时T/R开关20可选择性地将局部RF线圈14和/或体积RF线圈15电耦合到RF信号驱动器22。在局部RF线圈14和体积RF线圈15都用于单次扫描的状态期间(例如，在局部RF线圈14经配置以接收MR信号并且体积RF线圈15经配置以发送RF信号的状态期间)，T/R开关20可将来自RF信号驱动器22的控制信号引导到体积RF线圈15，同时将接收到的MR信号从局部RF线圈14引导到数据采集单元24。如上所述，体积RF线圈15可经配置以按仅发送模式、仅接收模式或发送并接收模式操作。局部RF线圈14可经配置以按发送并接收模式或仅接收模式操作。

数据采集单元24包括前置放大器(未示出)、相位检测器(未示出)和模拟/数字转换器(未示出)，用于采集由局部RF线圈14和/或体积RF线圈15接收的磁共振信号。在数据采集单元24中，相位检测器使用来自RF信号驱动器22的RF振荡器的输出作为参考信号来相位检测由局部RF线圈14和/或体积RF线圈15接收的MR信号(其中MR信号由前置放大器放大)，并且将相位检测的模拟MR信号输出到模拟/数字转换器用于转换成数字信号。由此获得的数字信号被输出到与控制器单元25电耦合的数据处理单元31。

控制器单元25包括计算机和记录有待由计算机执行的程序的记录介质。该程序在由计算机执行时使得***的各个部分执行对应于预定扫描的操作。记录介质可包括例如只读存储器(ROM)、软盘、硬盘、光盘、磁光盘、CD-ROM或非易失性存储卡。控制器单元25连接到操作控制台单元32并且处理输入到操作控制台单元32的操作信号(例如，由MRI***10的操作者输入)，并且此外通过向患者台26、RF信号驱动器22、梯度驱动器23和数据采集单元24输出控制信号来控制患者台26、RF信号驱动器22、梯度驱动器23和数据采集单元24。控制器单元25还基于从操作控制台单元32接收的操作信号来控制数据处理单元31和显示单元33，以获得期望的图像。

在扫描(例如，根据上述示例对对象16成像)期间，线圈接口电缆(未示出)可用于在RF线圈(例如，局部RF线圈14和体积RF线圈15)和处理***的其他方面(例如，数据采集单元24、控制器单元25等)之间传送信号，例如以控制RF线圈和/或从RF线圈接收信息。如前所述，在一个示例中，体积RF线圈15可发送RF信号并且局部RF线圈14可接收MR信号。局部RF线圈14和/或体积RF线圈15可包括用于发射RF激励信号的线圈(“发送器线圈”)以及接收由成像对象发射的MR信号的线圈(“接收线圈”)。在一些示例中，发送器线圈和接收线圈可为相同的线圈(例如，经配置以既发射RF激励信号又接收MR信号)，使得线圈为单个机械结构或结构阵列，其中线圈的发送/接收模式可由辅助电路(例如，T/R开关20)切换。在其他示例中，体积RF线圈15和局部RF线圈14可为经由数据采集单元或其他处理单元彼此物理耦合的独立结构。

在一些示例(例如，发送器线圈和接收线圈不是相同线圈的示例)中，可能期望将接收线圈配置成与发送器线圈机械地和电学地隔离，以便获得提高的图像质量。在一个示例中，接收线圈(例如，局部RF线圈14)可经配置以在从发送器线圈(例如，体积RF线圈15)发送RF信号之后的一段持续时间内接收MR信号。然而，在发送器线圈发送RF信号的持续时间内，可能期望将接收线圈与发送器线圈电磁去耦，使得接收线圈不与发送器线圈共振(例如，使得接收线圈不接收来自发送器线圈的RF信号)。在由发送器线圈发送RF信号期间机电地去耦(例如，去激活)接收线圈可减少耦合到接收线圈的辅助电路内产生的噪声量，并且可产生提高的图像质量。

在一些示例中(如下文参考图2至图6所述)，体积RF线圈15可定位在鸟笼装置中(在本文可以称为鸟笼线圈组件)，该鸟笼装置耦合到机架17的孔19的外表面并且围绕成像空间18。

图2示出包括RF线圈206的MRI***的机架的孔200(类似于图1所示并且如上所述的MRI***10的机架17的孔19)。在孔200的内部202内形成成像空间，用于对象(例如，定位于台上的患者，所述台诸如图1所示并且如上所述的台26)的成像。在图2所示的示例中，孔200在形状上为圆柱形的，具有中心轴线204。在其他示例中，孔200可具有不同的形状(例如，具有矩形横截面的形状)。

RF线圈206为类似于图1所示并且如上所述的体积线圈15的体积RF线圈。RF线圈206围绕中心轴线204周向地耦合到孔200的外表面208，并且包括经由多个横档214(其在本文中可被称为支腿)耦合在一起的第一端环210和第二端环212。第一端环210和第二端环212为环形，其被成形为围绕孔200的周界，以便对内部202内的患者成像(例如，如上参照图1所述成像)。第一端环210和第二端环212中的每一个可由不导电的材料(例如，电绝缘体)形成并且包括多个导电部分216。在一个示例中，第一端环210和第二端环212可由玻璃增强环氧树脂形成，并且导电部分可为直接接合到端环表面的铜层(例如，直接粘附到该表面而没有其他部件位于其间)。在其他示例中，端环可由不同的材料(例如，二氧化硅)形成和/或导电部分可由不同的导电材料(例如，金、铂等)形成。例如，端环可各自包括一个或多个印刷电路板，其中导电部分为永久粘附到电路板表面的铜层。每个导电部分包括多个凹口，这些凹口定位成减少导电部分内的涡流量，如图3的第一插图300和第二插图302进一步详细示出。

图3示出从MRI***的孔200的外表面208去耦的RF线圈206的透视图。RF线圈206的第一端环210和第二端环212各自包括第一表面和相对的第二表面(其在本文中可分别称为外表面和内表面)。例如，第一端环210包括内表面304和外表面306，并且第二端环212包括内表面308和外表面310。尽管下面作为示例描述第一端环210，但是第二端环212相对于第一端环210类似地配置。

第一端环210包括沿着外表面306定位的第一多个导电部分312(其在本文可称为外部部分)。如上所述，外部部分312的每个导电部分可由直接接合到第一端环210的外表面306的导电金属(例如，铜)形成。如第一插图300所示，外部部分312包括具有第一配置的第一导电部分314和具有第二配置的第二导电部分316。具体地，第一导电部分314包括多个凹口318，该多个凹口318在相对于第一导电部分314的中心线324的横断方向上从第一导电部分314的第一端320和第二端322朝向中心线324延伸。然而，凹口318不延伸跨过第一导电部分314的中心线324。第二导电部分316包括多个凹口328，该多个凹口328在相对于第二导电部分316的中心线326的横断方向上从第二导电部分316的第一端330延伸到第二导电部分316的第二端332，并且跨过中心线326。第一导电部分314和第二导电部分316的形状由图5A至图5B进一步详细示出并且在下面描述。

外部部分312包括类似于上述第一导电部分314和第二导电部分316(例如，具有相同形状)的多个导电部分，其中沿着外表面306的整个周界在与类似于第二导电部分316的部分交替的布置中设置类似于第一导电部分314的部分。每个类似于第一导电部分314的部分位于两个类似于第二导电部分316的相应部分之间。换句话说，每个类似于第一导电部分314的部分定位成使得一个类似于第二导电部分316的部分邻近第一端320定位，而另一个类似于第二导电部分316的部分邻近第二端322定位。这种布置沿着外表面306的整个圆周重复，使得没有两个类似于第一导电部分314的部分沿着外表面306彼此相邻地定位。类似地，没有两个类似于第二导电部分316的部分沿着外表面306彼此相邻地定位。在这种布置中，外部部分312包括的类似于第一导电部分314的部分的数量与外部部分312包括的类似于第二导电部分316的部分的数量相同。例如，外部部分312可包括16个类似于第一导电部分314的部分(包括第一导电部分314)和16个类似于第二导电部分316的部分(包括第二导电部分316)，其中每个类似于第一导电部分314的部分邻近两个类似于第二导电部分316的相应部分。在其他示例中，外部部分312可包括不同数量的部分(例如，32个类似于第一导电部分314的部分和32个类似于第二导电部分316的部分)。

在上述交替布置中，每个类似于第一导电部分314的部分位于多个横档214的相应横档处。例如，位于第一端环210的外表面306处的导电部分334位于横档338的第一端340处，并且位于第二端环212的外表面310处的导电部分336位于横档338的第二端342处，其中第一端340在RF线圈206的中心轴线344的方向上与第二端342相对，并且横档338沿平行于中心轴线344的方向在导电部分334和导电部分336之间(例如，在第一端环210和第二端环212之间)延伸。第一端环210的外表面306的导电部分334在第一端340处机械和电耦合(例如，焊接、熔合等)到横档338，并且第二端环212的外表面310的导电部分336类似地在第二端342处机械和电耦合到横档338。在这种配置中，电流可经由横档338在第一端环210的导电部分334和第二端环212的导电部分336之间流动。虽然导电部分334和导电部分336在上面作为示例被描述为耦合到横档338，但是第一端环210的每个类似于第一导电部分314的部分通过多个横档214中的相应横档类似地耦合到第二端环212的相应部分(其中相应部分类似于第一导电部分314)。

在外表面306或外表面310处没有类似于第二导电部分316的部分直接耦合到多个横档214。然而，每个类似于第二导电部分316的部分机械和电耦合到每个相邻的导电部分。例如，导电部分346(类似于第二导电部分316)沿着第一端环210的外表面306机械和电耦合到相邻的两个导电部分348(各自类似于第一导电部分314)。在这种配置中，第一端环210的外表面306处的导电部分彼此电耦合，使得电流可流过每个部分(例如，在MRI******作以对患者成像的状态期间，如上参考图1所述)。

第一端环210另外包括沿着内表面304定位的第二多个导电部分352(其在本文可称为内部部分)。如上所述(并且类似于外部部分312)，内部部分352的每个导电部分可由直接接合到第一端环210的内表面304的导电金属(例如，铜)形成。如第二插图302所示，内部部分352的每个导电部分具有类似于上述第二导电部分316的形状。例如，导电部分354包括多个凹口360，该多个凹口360在相对于导电部分354的中心线362的横断方向上跨过中心线362从第一端320延伸到第二端322。

尽管位于外表面306处的导电部分以如上所述的交替布置定位，但是位于内表面304处的导电部分不具有交替布置。内部部分352的每个导电部分相对于内部部分352的每个其他导电部分以相同的方式成形(例如，类似于第二导电部分316)。内部部分352的每个导电部分与内部部分352的每个相邻的导电部分电耦合并机械耦合(例如，焊接、熔合等)，使得电流可流过每个部分(例如，在MRI******作以对患者成像的状态期间，如上面参考图1所述)。另外，内部部分352的一个或多个导电部分可与外部部分312的一个或多个导电部分电耦合，使得电流可以流到位于内表面304和外表面306两者处的部分。尽管上面作为示例描述第一端环210的导电部分的配置(例如，形状、位置等)，但是第二端环212包括类似的配置。

通过使内表面304和内表面308处的导电部分成形为包括延伸跨过每个导电部分的中心线的凹口，可减少每个导电部分内的涡流量。例如，在MRI***的操作期间，由于在第一端环210和第二端环212的导电部分中生成的电涡流，孔200(由图2所示)的温度可能变得高。电涡流由在梯度线圈(例如，上面参照图1所描述的磁梯度发生器13)生成的磁场与端环的导电部分之间的相互作用产生。电涡流与静磁场(例如，由静磁场磁体单元产生的B0场，诸如上述的静磁场磁体单元12)相结合，可另外导致RF线圈206的振动，从而使得孔200的内部202内的声学噪声水平增加。通过增加包括凹口的导电部分的数量，电涡流中断，从而导致孔200的温度降低和/或内部202内的声学噪声量降低。特别地，相对于包括不延伸跨过每个部分的中心线的凹口的导电部分的数量，增加包括延伸跨过每个部分的中心线的凹口的导电部分的数量进一步减少了电涡流的生成。

图4A至图4B各自示出RF线圈206的不同侧面的平坦视图。由图4A至图4B示出的视图被包括用于说明的目的，以指示内部部分352和外部部分312的导电部分的相对位置、数量和布置。例如，图4A示出RF线圈206的外部的平坦视图(例如，RF线圈206的包括外部部分312的并且在RF线圈206耦合到孔200的状态期间远离孔200的外表面208而定位的一侧)，而图4B示出了RF线圈206的内部的平坦视图(例如，RF线圈206的包括内部部分352的并且在RF线圈206耦合到孔200的状态期间与孔200的外表面208共面接触地定位的一侧)。参考轴499被包括来用于比较图由4A至图4B所示的视图。

如图4A至图4B所示，将内部部分352配置为仅包括具有延伸跨过每个部分的中心线的凹口的导电部分相对于类似于第一导电部分314的导电部分的数量增加了RF线圈206的类似于第二导电部分316的导电部分的数量。因为第二导电部分316包括延伸跨过中心线326的凹口328，所以在RF线圈206的操作期间第二导电部分316内的电涡流的量相对于第一导电部分314减小。类似地，因为相对于类似于第一导电部分314的部分，RF线圈206包括更多数量的类似于第二导电部分316的导电部分，所以RF线圈206内的涡电流的数量和/或大小减小，从而降低RF线圈206的温度和振动。

图4A所示的括弧400示出第一导电部分314和第二导电部分316在外表面306处的位置，并且图4B所示的括弧402示出导电部分354和相邻的类似导电部分355在内表面308处(如图3所示)的位置。第一导电部分314、第二导电部分316、导电部分354和导电部分355各自通过图5A至图5B更详细地示出。

图5A至图5B示出围绕图3所示的RF线圈206的中心轴线344定位的轴线500。如图所示，轴线500在平行于凹口中的每一个(例如，第一导电部分314的凹口318、第二导电部分316的凹口328、导电部分355的凹口504以及导电部分354的凹口360)的方向上延伸。轴线500(和中心轴线344)在相对于每个导电部分的每个中心线(例如，第一导电部分314的中心线324、第二导电部分316的中心线326、导电部分354的中心线362以及导电部分355的中心线502)的横断方向上延伸。在图2至图6B所示并且在本文描述的示例中，每个导电部分包括四个凹口。然而，在替代实施例中，导电部分中的一个或多个可包括不同数量的凹口(例如，三个、五个、六个等)。另外，在本文所述的示例中，每个凹口被定位成在相应中心线的方向上与每个相邻凹口相距相同的距离(例如，诸如第一导电部分314的凹口318之间的长度506与第二导电部分316的凹口328之间的长度508相同)。在替代实施例中，相邻凹口之间的一个或多个长度可不同于相邻凹口之间的其他长度。例如，第一导电部分314的凹口318之间的至少一个长度可不同于其他相邻凹口318之间的长度和/或第二导电部分316的凹口328之间的长度。

如上所述，导电部分的凹口在MRI***的操作期间降低导电部分的温度。图6A至图6B示出在操作状态期间导电部分的各个区域处的相对温度。具体地，操作在第一温度下的区域由第一点画阴影600指示，操作在低于第一温度的第二温度下的区域由第二点画阴影602指示，并且操作在低于第一和第二温度中的每一个的第三温度下的区域由第三点画阴影604指示。靠近第一导电部分314的中心线324(例如，在区域606处)的温度相对于靠近第二导电部分316的中心线326(例如，在区域608处)的温度升高。第二导电部分316的区域608相对于第一导电部分314的区域606温度降低是凹口328延伸跨过中心线326的结果。

如上所述，由于相对于类似于第一导电部分314的部分的数量，RF线圈206包括增加的数量的类似于第二导电部分316的部分，所以在MRI***的操作期间RF线圈206的温度相对于不包括这种配置的RF线圈降低。图7示出曲线图700，该曲线图700示出标准RF线圈相对于本文所描述的RF线圈206的操作温度的差异，该标准RF线圈不包括延伸跨过导电部分的中心线的凹口。具体地，曲线702示出在操作MRI***(例如，对患者成像)的状态期间与标准RF线圈耦合的MRI***的孔(例如，图2所示的孔200)的相对于时间的温度，并且曲线704示出在相同状态下替代地与RF线圈206耦合的孔的相对于时间的温度。在一个示例中，由曲线702指示的峰值温度可为58摄氏度，并且由曲线704指示的峰值温度可为52摄氏度。通过经由RF线圈206降低孔的温度和由MRI***的操作产生的振动噪声的量，可增加患者的舒适度。

图2至图6B示出具有各种部件的相对定位的示例配置。如果示出彼此直接接触或直接耦合，则这些元件至少在一个示例中可分别被称为直接接触或直接耦合。类似地，至少在一个示例中，示出为彼此邻接或相邻的元件可分别彼此邻接或彼此相邻。作为示例，彼此处于共面接触的部件可称为处于共面接触。作为另一个示例，在至少一个示例中，彼此分开定位的元件之间只有一个空间，并且没有其他元件可如此称为。作为又一个示例，彼此位于上方/下方、彼此位于相对侧或彼此位于左侧/右侧所示的元件可如此称为。进一步地，如图所示，在至少一个示例中，元件的最上面的元件或点可被称为部件的“顶部”，并且元件的最下面的元件或点可被称为部件的“底部”。如本文所用，顶部/底部、上部/下部、上方/下方可以相对于附图的垂直轴线并且用于描述附图中的元件相对于彼此的定位。由此，在一个示例中，在其他元件上方示出的元件垂直地定位在其他元件上方。作为又一个示例，附图中描绘的元件的形状可以被称为具有那些形状(例如，圆形、直线、平面、弯曲、围绕、倒角、成角度等)。进一步地，在至少一个示例中，示出为彼此交叉的元件可被称为交叉元件或彼此交叉。又进一步地，在一个示例中，示出为在另一元件内的元件或示出为在另一元件外的元件可如此称为。

本公开的技术效果为经由朝向每个导电部分的中心线延伸的多个凹口减少RF线圈的导电部分内的涡电流的量和大小。通过减少涡电流的量，RF线圈的温度降低，并且RF线圈的振动量降低。降低的温度和振动导致MRI***的孔的温度降低并且降低孔内的声学噪声水平，从而增加患者的舒适度。本公开的另一技术效果是增加RF线圈的电功率效率。通过减小涡电流，减少的电能量在RF线圈的导电部分内转换成热能，从而更有效地生成RF信号。

在一个实施例中，用于医学成像设备的射频(RF)线圈包括：第一导电部分，其具有第一端和相对的第二端；以及第一导电部分的第一多个凹口，其跨过第一导电部分的中心线从第一端延伸到第二端。在RF线圈的第一示例中，RF线圈进一步包括：第二导电部分，其具有第三端和相对的第四端；形成在第三端处的第二多个凹口，其中第二多个凹口中的每个凹口朝向第四端延伸并且不跨过第二导电部分的中心线；以及形成在第四端处的第三多个凹口，其中第三多个凹口中的每个凹口朝向第三端延伸并且不跨过第二导电部分的中心线。RF线圈的第二示例任选地包括第一示例，并且进一步包括其中第一导电部分的中心线和第二导电部分的中心线彼此平行地定位。RF线圈的第三示例任选地包括第一示例和第二示例中的一个或两个，并且进一步包括其中第一导电部分是沿着RF线圈的端环的第一圆周表面定位的第一多个导电部分中的一个。RF线圈的第四示例任选地包括第一示例至第三示例中的一个或多个或每一个，并且进一步包括沿着端环的第二圆周表面定位的第二多个导电部分，第二圆周表面在端环的径向方向上与第一圆周表面相对。RF线圈的第五示例任选地包括第一示例至第四示例中的一个或多个或每一个，并且进一步包括其中第一多个导电部分包括沿着第一圆周表面邻近第一导电部分定位的第二导电部分，第二导电部分包括跨过第二导电部分的中心线彼此相对定位的第二多个凹口和第三多个凹口。RF线圈的第六示例任选地包括第一示例至第五示例中的一个或多个或每一个，并且进一步包括其中第二多个导电部分中的每个导电部分具有与第一导电部分相同的形状。RF线圈的第七示例任选地包括第一示例至第六示例中的一个或多个或每一个，并且进一步包括其中第一圆周表面形成端环的外周界并且第二圆周表面形成端环的内周界。RF线圈的第八示例任选地包括第一示例至第七示例中的一个或多个或每一个，并且进一步包括其中第一圆周表面和第二圆周表面各自由介电材料形成，其中第一多个导电部分中的每个导电部分直接接合到第一圆周表面，并且其中第二多个导电部分中的每个导电部分直接接合到第二圆周表面。

在另一实施例中，用于医学成像设备的射频(RF)线圈包括：第一多个导电部分，其沿着第一端环的第一表面定位；以及多个凹口，其由第一多个导电部分的第一导电部分形成并且延伸跨过第一导电部分的中心线。在RF线圈的第一个示例中，RF线圈进一步包括位于第一表面处的第二多个导电部分，其中第二多个导电部分的每个导电部分包括不延伸跨过第二多个导电部分的导电部分中的任何一个导体部分的中心线的第二多个凹口，并且其中第二多个导电部分的每个导电部分与第一多个导电部分的每个导电部分以交替布置的方式进行定位。RF线圈的第二示例任选地包括第一示例，并且还包括其中第一端环是RF线圈的多个端环中的一个。RF线圈的第三示例任选地包括第一示例和第二示例中的一个或两个，并且进一步包括其中多个端环恰好包括第一端环和第二端环，其中第一端环和第二端环通过多个横档耦合在一起。RF线圈的第四示例任选地包括第一示例至第三示例中的一个或多个或每一个，并且进一步包括沿着第一端环的第二表面定位的第二多个导电部分，第二表面与第一表面相对，并且其中第二多个导电部分的每个导电部分包括延伸跨过第二多个导电部分的每个导电部分的中心线的第二多个凹口。RF线圈的第五示例任选地包括第一示例至第四示例中的一个或多个或每一个，并且进一步包括其中第一多个导电部分包括不同的第二导电部分，第二导电部分包括不延伸跨过第二导电部分的中心线的第二多个凹口。RF线圈的第六示例任选地包括第一示例至第五示例中的一个或多个或每一个，并且进一步包括其中第一导电部分和第二导电部分沿着第一表面彼此相邻地定位。

在另一实施例中，用于医学成像设备的射频(RF)线圈包括：第一环形端环，其通过多个横档耦合到第二环形端环，第一环形端环和第二环形端环中的每一个包括第一多个导电部分；以及第一多个凹口，其由第一多个导电部分形成并且沿着第一多个导电部分中的每个部分的整个宽度延伸。在RF线圈的第一示例中，多个横档中的每个横档在平行于线圈的中心轴线的方向上从第一环形端环延伸到第二环形端环，并且第一多个凹口中的每个凹口围绕中心轴线在圆周方向上延伸。RF线圈的第二示例任选地包括第一示例，并且进一步包括其中第一多个导电部分沿着第一环形端环和第二环形端环中的每一者的第一周界和第二周界定位。RF线圈的第三示例任选地包括第一示例和第二示例中的一个或两个，并且进一步包括：第二多个导电部分，其沿着第一端环形端和第二端环形端环中的每一者的第一周界定位，其中第一多个导电部分中的每个部分与第二多个导电部分中的每个部分以交替布置的方式进行定位；以及第二多个凹口，其由第二多个导电部分形成并且部分地沿者第二多个导电部分中的每个部分的整个宽度延伸。

如本文所用，以单数形式引用并且以单词“一”或“一个”开头的元件或步骤应被理解为不排除多个所述元件或步骤，除非明确说明此类排除。此外，对本发明的“一个实施例”的引用不旨在被解释为排除也包含所述特征的另外的实施例的存在。此外，除非有明确的相反声明，否则“包含”、“包括”或“具有”具有特定属性的一个或多个元件的实施例可包括不具有该属性的另外的此类元件。术语“包括(including)”和“其中(in which)”用作相应术语“包括(comprising)”和“其中(wherein)”的简单语言等同物。此外，术语“第一”、“第二”和“第三”等仅用作标签，并不旨在对它们的对象强加数字要求或特定的位置顺序。

本书面描述使用示例来公开本发明，包括最佳模式，并且还使相关领域的普通技术人员能够实践本发明，包括制造和使用任何设备或***以及执行任何结合的方法。本发明的可专利范围由权利要求限定，并且可包括本领域普通技术人员想到的其他示例。如果这些其他示例具有与权利要求的字面语言没有不同的结构要素，或者如果它们包括与权利要求的字面语言无实质差别的等效结构要素，则这些其他示例旨在处于在权利要求的范围内。

以下权利要求特别指出被视为新颖和非显而易见的某些组合和子组合。这些权利要求可以指“一个”要素或“第一”要素或其等同物。此类权利要求应理解为包括一个或多个此类要素的结合，既不要求也不排除两个或多个此类要素。所公开的特征、功能、元件和/或属性的其他组合和子组合可通过修改本权利要求或通过在该申请或相关申请中提出新的权利要求来要求保护。此类权利要求，无论在范围上与原始权利要求相比更宽、更窄、相同或不同，也被认为包括在本公开的主题内。

Claims (20)

1.一种用于医学成像设备的射频(RF)线圈，包括：

第一导电部分，所述第一导电部分具有第一端和相对的第二端；以及

所述第一导电部分的第一多个凹口，所述第一多个凹口跨过所述第一导电部分的中心线从所述第一端延伸到所述第二端。

2.根据权利要求1所述的RF线圈，进一步包括：

第二导电部分，所述第二导电部分具有第三端和相对的第四端；

形成在所述第三端处的第二多个凹口，其中所述第二多个凹口中的每个凹口朝向所述第四端延伸并且不跨过所述第二导电部分的中心线；以及

形成在所述第四端处的第三多个凹口，其中所述第三多个凹口中的每个凹口朝向所述第三端延伸并且不跨过所述第二导电部分的中心线。

3.根据权利要求2所述的RF线圈，其中所述第一导电部分的中心线和所述第二导电部分的中心线彼此平行地定位。

4.根据权利要求1所述的RF线圈，其中所述第一导电部分是沿着所述RF线圈的端环的第一圆周表面定位的第一多个导电部分中的一个。

5.根据权利要求4所述的RF线圈，进一步包括沿着所述端环的第二圆周表面定位的第二多个导电部分，所述第二圆周表面在所述端环的径向方向上与所述第一圆周表面相对。

6.根据权利要求5所述的RF线圈，其中所述第一多个导电部分包括沿着所述第一圆周表面邻近所述第一导电部分定位的第二导电部分，所述第二导电部分包括跨过所述第二导电部分的中心线彼此相对定位的第二多个凹口和第三多个凹口。

7.根据权利要求6所述的RF线圈，其中所述第二多个导电部分中的每个导电部分具有与所述第一导电部分相同的形状。

8.根据权利要求7所述的RF线圈，其中所述第一圆周表面形成所述端环的外周界，并且所述第二圆周表面形成所述端环的内周界。

9.根据权利要求8所述的RF线圈，其中所述第一圆周表面和所述第二圆周表面各自由介电材料形成，其中所述第一多个导电部分中的每个导电部分直接接合到所述第一圆周表面，并且其中所述第二多个导电部分中的每个导电部分直接接合到所述第二圆周表面。

10.一种用于医学成像设备的射频(RF)线圈，包括：

第一多个导电部分，所述第一多个导电部分沿着第一端环的第一表面定位；以及

多个凹口，所述多个凹口由所述第一多个导电部分的第一导电部分形成并且延伸跨过所述第一导电部分的中心线。

11.根据权利要求10所述的RF线圈，进一步包括位于所述第一表面处的第二多个导电部分，其中所述第二多个导电部分的每个导电部分包括不延伸跨过所述第二多个导电部分的所述导电部分中的任何一个导电部分的中心线的第二多个凹口，并且其中所述第二多个导电部分的每个导电部分与所述第一多个导电部分的每个导电部分以交替布置的方式进行定位。

12.根据权利要求10所述的RF线圈，其中所述第一端环是所述RF线圈的多个端环中的一个。

13.根据权利要求12所述的RF线圈，其中所述多个端环包括所述第一端环和第二端环，其中所述第一端环和所述第二端环通过多个横档耦合在一起。

14.根据权利要求10所述的RF线圈，进一步包括沿着第一端环的第二表面定位的第二多个导电部分，所述第二表面与第一表面相对，并且其中所述第二多个导电部分的每个导电部分包括延伸跨过所述第二多个导电部分的每个导电部分的中心线的第二多个凹口。

15.根据权利要求14所述的RF线圈，其中所述第一多个导电部分包括不同的第二导电部分，所述第二导电部分包括不延伸跨过所述第二导电部分的中心线的第二多个凹口。

16.根据权利要求15所述的RF线圈，其中所述第一导电部分和所述第二导电部分沿着所述第一表面彼此相邻地定位。

17.一种用于医学成像设备的射频(RF)线圈，包括：

第一环形端环，所述第一环形端环通过多个横档耦合到第二环形端环，所述第一环形端环和所述第二环形端环中的每一个包括第一多个导电部分；以及

第一多个凹口，所述第一多个凹口由所述第一多个导电部分形成并且沿着所述第一多个导电部分中的每个部分的整个宽度延伸。

18.根据权利要求17所述的RF线圈，其中所述多个横档中的每个横档在平行于所述线圈的中心轴线的方向上从所述第一环形端环延伸到所述第二环形端环，并且其中所述第一多个凹口中的每个凹口围绕所述中心轴线在圆周方向上延伸。

19.根据权利要求18所述的RF线圈，其中所述第一多个导电部分沿着所述第一环形端环和所述第二环形端环中的每一者的第一周界和第二周界定位。

20.根据权利要求19所述的RF线圈，进一步包括：

第二多个导电部分，所述第二多个导电部分沿着所述第一环形端环和所述第二环形端环中的每一者的所述第一周界定位，其中所述第一多个导电部分中的每个部分与所述第二多个导电部分中的每个部分以交替布置的方式进行定位；以及

第二多个凹口，所述第二多个凹口由所述第二多个导电部分形成并且部分地沿着所述第二多个导电部分中的每个部分的整个宽度延伸。

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