一種鳥籠式多通道體線圈的製作方法

2023-12-09 08:19:46

專利名稱：一種鳥籠式多通道體線圈的製作方法
技術領域：
本發明涉及磁共振成像(MRI, Magnetic Resonance Image)技術中的線圈，尤其涉及一種 鳥籠式多通道體線圈。
背景技術：
在現有多通道體線圈的設計中，鳥籠式(birdcage)線圈是一種比較簡單而又得到廣泛應 用的設計方式。圖1為現有鳥籠式多通道體線圈的示意圖。如圖1所示，該鳥籠式多通道體 線圈整體呈圓柱形，包括在圓柱側面的圓周方向上依次相連的8個線圈單元101，通常，這8 個線圈單元101的大小彼此相同。當然，圖l所示僅為舉例說明，在實際應用中，線圈單元 101的個數可根據實際需要進行設置。鳥籠式多通道體線圈能夠產生其它多通道體線圈無法比擬的均勻射頻場。但是，採用這 種設計方式後，其中一個線圈單元產生的場會對其它線圈單元產生的場造成影響，也就是說， 鳥籠式多通道體線圈中的不同線圈單元之間會存在耦合，從而影響掃描過程中的信號發射與 接收。為此，現有技術中通常採用巴特勒(Buttler )矩陣(Matrix)電路技術來解決這一問 題。即，將鳥籠式多通道體線圈中採集到的信號通過一個單獨的巴特勒矩陣電路進行處理後 再輸出。由於耦合的存在，通過鳥籠式多通道體線圈採集到的各路信號中都會混有多種模式，造 成場的不均勻，所以，在巴特勒矩陣電路技術中，通過傅立葉變換(FourierTransform)方法 得到信號的頻譜，進而完成對獨立模式的信號的接收，從而克服耦合造成的影響。但是，巴 特勒矩陣電路技術的硬體實現非常複雜，在實際使用時非常不方便。發明內容有鑑於此，本發明的主要目的在於提供一種鳥籠式多通道體線圈，能夠簡單方便地去除 各線圈單元之間的耦合。為達到上述目的，本發明的技術方案是這樣實現的一種鳥籠式多通道體線圈，包括複數個線圈單元，所述複數個線圈單元構成一圓柱形，並在該圓柱側面的圓周方向上依次相連；所述各線圈單元上設置有通過調節其電容值大小可去除各線圈單元之間的耦合的電容器。
所述電容器包括第一電容器、第二電容器以及第三電容器；
其中，所述第一電容器的個數與所述鳥籠式多通道體線圈中的線圈單元的個數相同，分別位於所述各個線圈單元中位於圓柱同一底面的邊緣上；
所述第二電容器的個數與所述鳥籠式多通道體線圈中的線圈單元的個數相同，分別位於每兩個相連線圈單元的相連邊緣上；
所述第三電容器的個數與所述鳥籠式多通道體線圈中的線圈單元的個數相同，分別位於所述各個線圈單元中位於圓柱另一底面的邊緣上。
較佳地，所述第二電容器分別位於所述每兩個相連線圈單元的相連邊緣的中間位置。
另外，所述鳥籠式多通道體線圈上進一步包括用於調節所述鳥籠式多通道體線圈與外部設備之間的信號耦合程度的第四電容器；
所述第四電容器的個數與所述鳥籠式多通道體線圈中的線圈單元的個數相同，分別位於所述各線圈單元中的第三電容器所在邊緣上。
可見，採用本發明的技術方案，在鳥籠式多通道體線圈上設置複數個電容器，通過對電容器的電容值進行調節，可去除各線圈單元之間的耦合。與現有技術相比，本發明所述方案不但能夠有效去除各線圈單元之間的耦合，而且實現起來簡單方便，便於實際使用。


下面將通過參照附圖詳細描述本發明的優選實施例，使本領域的普通技術人員更清楚本發明的上述及其它特徵和優點，附圖中
圖1為現有鳥籠式多通道體線圈的示意圖2為本發明實施例所述鳥籠式多通道體線圈的示意圖3為採用本發明實施例所述鳥籠式多通道體線圈對水模進行成像後得到的圖像示意圖。
具體實施例方式
為了使本發明的目的、技術方案及優點更加清楚明白，以下結合附圖及實施例，對本發明進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本發明，並不用於限定本發明。
為解決現有技術中存在的問題，本發明中提出一種新型的鳥籠式多通道體線圈，該鳥籠式多通道體線圈包括複數個線圈單元，這些線圈單元構成一圓柱形狀，並在該圓柱側面的圓周方向上依次相連。其中，每個線圈單元上均設置有電容器，通過對電容器的電容值進行調節能夠有效去除各線圈單元之間的耦合。需要注意的是，本發明所述的圓柱形、圓柱不僅包括幾何學上嚴格的"圓柱形"、"圓柱"(其橫截面為圓形)，還包含那些橫截面為橢圓、多邊形等近似為圓形的"圓柱形"、"圓柱"。
具體來說，所設置的電容器包括第一電容器、第二電容器以及第三電容器。其中，第一電容器的個數與多通道體線圈中的線圈單元的個數相同，分別位於各個線圈單元中位於鳥籠同一底面的邊緣上；第二電容器的個數與鳥籠式多通道體線圈中的線圈單元的個數相同，分別位於各個線圈單元中每兩個相連線圈單元相連的邊緣上；第三電容器的個數與鳥籠式多通道體線圈中的線圈單元的個數相同，分別位於各個線圈單元中位於鳥籠另一底面的邊緣上，即與第一電容器所在邊緣相對的另一邊緣上。其中，第二電容器用於去除各線圈單元之間的相鄰耦合；第一電容器和第三電容器用於去除各線圈單元之間的非相鄰耦合(除與自身相鄰的兩個線圈單元以外的其它線圈單元之間的耦合)。此外，與現有鳥籠式多通道體線圈相同，本發明所述鳥籠式多通道體線圈還可以進一步包括用於調節鳥籠式多通道體線圈與外部設備之間的信號耦合程度的第四電容器。第四電容器的個數與鳥籠式多通道體線圈中的線圈單元的個數相同，並與各線圈單元中的第三電容器位於同一邊緣上。
下面通過具體的實施例對本發明所述方案作進一步地詳細說明
圖2為本發明實施例所述鳥籠式多通道體線圈的示意圖。如圖2所示，該鳥籠式多通道體線圈呈圓柱形，包括在圓柱側面的圓周方向上依次相連的8個線圈單元，而且，這8個線圈單元的大小彼此相等。當然，圖2所示鳥籠式多通道體線圈的結構僅用於舉例說明，並不用於限制本發明的技術方案。
如圖2所示，按照從上到下的順序，該鳥籠式多通道體線圈上設置有四組電容器，即Cfl 201、 C 202、 Cf2 203以及Cp 204，每組電容器的個數均為8個。8個Cfl 201分別位於8個線圈單元的頂部邊緣上；8個C 202分別位於每兩個相連線圈單元相連接的邊上，通常為相連邊的中間位置；8個Cf2 203以及Cp204分別位於8個線圈單元的底部邊緣上。需要說明的是，屬於同一組的8個電容器無論是在結構，還是在調節方式以及最終調節到的值等方面都是完全一致的。
其中，C 202用於去除各線圈單元之間的相鄰耦合；Cfl 201和Cf2 203用於去除各 線圈單元之間的非相鄰耦合，並可用於調節掃描過程中的信號頻率，即調頻。在現有技 術中，鳥籠式多通道體線圈上沒有設置Cfl 201和Cf2 203，通常由Cp204來完成調頻功 能，具體實現方式不再贅述。在實際應用中，Cf2 203以及Cp204的位置沒有具體要求， 也就是說，並不是一定要如圖2所示將Cf2 203設置在Cp204的左側，或將Cf2 203設置 在Cp204的同一側。只是對應不同的設置方式時，最終調節到的值可能會有所不同。
通過調節Cfl201、 C 202以及Cf2 203的電容值大小，即可去除各線圈單元之間的 耦合。具體調節方式以及將各個電容器的電容值具體調節為多大需要視實際情況而定。 這與多通道體線圈的具體構成，比如，由幾個線圈單元組成以及各線圈單元的大小等因 素有關。另外，在調節過程中，還要防止出現過補償現象。以C 202為例，通常情況下， 將C 202的值調小能夠減少各線圈單元之間的相鄰耦合，即能夠對各線圈單元之間的相 鄰耦合起到補償作用，但是如果調節過小，又會造成過補償現象的出現，從而使得各線 圈單元之間的相鄰耦合不降反升，所以，具體調節方式需要視實際情況而定。
在實際應用中，針對某一結構的鳥籠式多通道體線圈，可以將Cfl201、 C 202以及 Cf2 203設置為一系列的不同值，分別試驗當Cf1201、 C 202以及Cf2 203設置為不同值 時的去耦合效果，如果某一次試驗得到的去耦合效果處於能夠接受的範圍內，比如，耦 合值小於預先設置的閾值，則可將此時對應的Cfl 201、 C 202以及Cf2 203值確定下來。 此後，即可利用該鳥籠式多通道體線圈進行掃描。當然，如果需要，也可以在掃描過程 中對上述通過試驗確定下來的Cfl 201、 C 202以及Cf2 203的值按需要進行微調。Cp 204 用於調節多通道體線圈與外部設備，如發射機和接收機之間的信號耦合程度，其最佳電 容值也可通過試驗確定。
比如，對於圖2所示鳥籠式多通道體線圈，通過多次試驗，可以將Cfl201、 C 202、 Cf2 203以及Cp204的值分別確定為Cfl 201=89pf、 C 202=218pf、 Cf2 203=190pf、 Cp 204=220pf。此時，各線圈單元之間的最大耦合僅為負16dB (-16dB)，在可以接受的範 圍之內。其中，pf為電容單位皮法。
圖3為採用本發明實施例所述鳥籠式多通道體線圈對水模進行成像後得到的圖像示 意圖，該圖像為矢狀面圖像。如圖3所示，其中，圖像四周的黑色區域為背景，中間近 似長方形的區域為所需圖像。從圖3可以看出，採用本發明實施例所述調節鳥籠式多通 道體線圈自身電容器的方法來去除各線圈單元之間的耦合的方式，可以得到在一定範圍
6內信噪比均勻的圖像，說明本發明實施例所述方案是實際可行的。
總之，採用本發明的技術方案，通過調節鳥籠式多通道體線圈中各個電容器的具體 電容值，即可有效去除各線圈單元之間的耦合，從而省掉了現有技術中繁瑣的巴特勒矩 陣電路，簡化了設計；另外，採用本發明所述鳥籠式多通道體線圈後，調試和生產將更 加簡單方便。
需要說明的是，上述實施例僅用於舉例說明，並不用於限制本發明的技術方案。凡 在本發明的精神和原則之內所作的任何修改、等同替換和改進等，均應包含在本發明的 保護範圍之內。
權利要求
1、一種鳥籠式多通道體線圈，包括複數個線圈單元，所述複數個線圈單元構成一圓柱形，並在該圓柱側面的圓周方向上依次相連；其特徵在於，所述各線圈單元上設置有通過調節其電容值大小可去除各線圈單元之間的耦合的電容器(201，202，203)。
2、 根據權利要求1所述的鳥籠式多通道體線圈，其特徵在於，所述電容器(201， 202， 203)包括第一電容器(201)、第二電容器(202)以及第三電容器(203);所述第一電容器(201)的個數與所述鳥籠式多通道體線圈中的線圈單元的個數相同， 分別位於所述各個線圈單元中位於圓柱同一底面的邊緣上；所述第二電容器(202)的個數與所述鳥籠式多通道體線圈中的線圈單元的個數相同， 分別位於每兩個相連線圈單元的相連邊緣上；所述第三電容器(203)的個數與所述鳥籠式多通道體線圈中的線圈單元的個數相同， 分別位於所述各個線圈單元中位於圓柱另一底面的邊緣上。
3、 根據權利要求2所述的鳥籠式多通道體線圈，其特徵在於，所述第二電容器(202) 分別位於每兩個相連線圈單元的相連邊緣的中間位置。
4、 根據權利要求2或3所述的鳥籠式多通道體線圈，其特徵在於，進一步包括用 於調節所述鳥籠式多通道體線圈與外部設備之間的信號耦合程度的第四電容器(204);所述第四電容器(204)的個數與所述鳥籠式多通道體線圈中的線圈單元的個數相同， 分別位於各線圈單元中的第三電容器(203)所在邊緣上。
全文摘要
本發明公開了一種鳥籠式多通道體線圈，包括複數個線圈單元，所述複數個線圈單元構成一圓柱形，並在該圓柱側面的圓周方向上依次相連；所述各線圈單元上設置有通過調節其電容值大小可去除各線圈單元之間的耦合的電容器。應用本發明所述多通道體線圈，能夠簡單方便地去除各線圈單元之間的耦合。
文檔編號H01F5/00GK101520497SQ200810006470
公開日2009年9月2日 申請日期2008年2月29日 優先權日2008年2月29日
發明者汪堅敏, 王偉東, 王海寧 申請人:西門子(中國)有限公司