专利名称：一种核磁共振接收线圈的制作方法
种核^t共振接收线圈技术领域 本发明涉及一种核磁共振接收线圈，尤其涉及一种样品空间 的大小可调节的核磁共振接收线圈。
背景技术：
在核磁共振成像技术中，使用接收线圈来收集样品受激发出 的射频信号，收集到的射频信号被放大后用于样品图像重建。接收线圈的重要指标是线圏的接收灵敏度也叫线圈信噪比(SNR)。如果只考虑线圈因素，线圈 SNR可表示如下从上面公式可以看到线圈信噪比与、的平方根成反比， 是线圈的占空比(实际上称为空占比要更准确)，要使^尽量小，就要让样品尽量填满线圈的内 部空间，所以在接受线圈的设计中，要让线圏尽量小一些，与成像部位靠得近 一些。在医用磁共振成像技术中，对不同扫描部位进行扫描分别使用不同的专用 线圈，例如有体线圏、颈线圈等等。由于不同患者身体结构的差异，为了使扫 描效果最好，即使是同样的扫描部位，要达到线圈与扫描部位的尺寸相匹配， 通过最佳的线圈占空比获得最佳的图像信噪比，也需要使用不同尺寸的线圈， 生产和使用的成本比较高。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足，提出一种核磁共振 接收线圈，在不改变匹配电路的前提下，对线圏部分结构进行适当的变化，使 之能适用于不同大小的样品尺寸。本发明公开的一种核磁共振接收线圈，包括通过接插件实现结构连接和电 连接的可分离的线圈底座和线圈上部，所述线圈底座中包括匹配调谐电路；所 述线圈上部有两个以上并且可以相互替代，每一个所述线圈上部具有不同的尺 寸；在每一个所述线圈上部的电路中连接有调谐电容C7,所述调谐电容C7的值在所述接收线圈的工作频率段使得每一个所述线圈上部具有同样的输出阻 抗，从而保证所述接收线圈的匹配状态不变。所述两个以上的线圏上部进一步包括一个线圈顶部和两个以上左线圈中部和右线圈中部，所述左线圈中部和右线圏中部的电路中分别连接有调谐电容C8 和C9,并分别通过接插件与所述线圏顶部和线圏底座实现结构连接和电连接； 所述调谐电容C8和C9的值使得每一个所述线圏上部具有同样的输出阻抗，从 而保证所述接收线圈的匹配状态不变。在所述接收线圈的工作频率段所述调谐电容C8和C9的值使得每一个所述 左线圈中部和右线圈中部串联谐振。本发明公开的核磁共振接收线圈，针对样品的大小选用不同的线圏上部， 或者选用不同的线圈中部，从而使得线圈空间的大小可调节，对不同的样品大 小都能获得最佳的线圈占空比，保证了较好的成像效果。本发明的一个线圏能 起到多个大小不同的线圏的作用，节省了线圈的制造成本和使用成本。


图1是常规的接收线圈的电路原理图。 图2是常规的接收线圏结构改变后的电路原理图。 图3和图4是本发明的接收线圈的电路原理图。 图5是本发明的接收线圈结构示意图。图6是本发明比图5所示的线圈内部空间更大的接收线圏结构示意图。图7是本发明的具有线圈中部的接收线圏结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式
对本发明做进一步详细说明。在磁共振成像系统的使用过程中，需要使用接收线圏对磁共振信号进行采 集，接收线圈中最重要的指标是线圈的接收灵敏度也叫线圈信噪比(SNR)。线 圈信噪比与线圈占空比相关，所以需要使用多个专用部位的线圏对不同扫描部 位进行扫描。由于不同患者身体结构的差异，为了使扫描效果最好，即使是同样的扫描部位，要达到线圈与扫描部位的尺寸相匹配，得到最佳的线圈占空比， 也需要使用不同尺寸的线圈。线圈采集到信号后，需要传输到系统进行处理才能得到图像，所以线圈还 必须调整到最佳的匹配状态，以保证传输时信号不会有损失，如果线圈不匹配， 传输信号就会有损失，自然不能得到最佳的图像。线圈尺寸的变化会导致电磁 参数的变化，就需要针对该尺寸重新调整匹配状态，生产和使用的成本很高。本发明的目的就是要在使用同一个线圏匹配电路的基础上，对线圈部分结 构进行适当的变化，使之适用于病人扫描部位不同尺寸的需要。这样可以使一 个线圈等效于过去的多个线圈，并且针对不同大小的样品都得到最佳的线圈占 空比，成像效果也就最好。从而避免了制作多个线圈的高昂的生产和使用成本。接收线圈可以制造成相互分离的两部分，即通过接插件实现结构连接和电连接的线圈底座和线圈上部，实现本发明的目的有两种方法1. 更换线圈上部我们将线圈制作成可以通过接插件互相连接的结构。其中一部分保持不变，即线圈底座为固定部分，线圈的匹配电路与线圈底座固定连接在一起；另一部 分即线圈上部，做成不同的尺寸，根据样品的尺寸大小选择使用。这是因为线 圈的任何一个可更换部分我们都可以把它看作是一种电感(L0+L )和电容C0的 组合电路(L0+C0+Lv)，如果在更换部分中增加一个电容a ,适当调整Cv,使得 Cv与L串联谐振，这样线圈就可以等效为L0+C0,这时候从底座看出去，任何上 盖的电性能参数都是相同的，都是L0+C0，所以任何可更换部分与固定部分都保 持最佳匹配。2. 增加线圈中部结构在一个可以上下分开的线圈的接插处增加一个接插装置一一线圈中部，使 线圈体积增加，内部容置空间增加。由于增加了线圈中部一部分，线圏电感量 增大了，我们在增加部分上串联上一个电容，并使得该电容与增加部分的电感 串联谐振，这样就可以使增加部分等效看作为短路，线圈的电感量和刚才初始状态电感量相同，这样，线圈使用相同的匹配的电路依然是最佳的匹配状态。如图1所示为常规的线圈电路原理图，线圈分为两部分，线圈上部的电参数相当于电感Ll ，线圈底座的电参数对应电感L2和L3 ，以及调谐电容Cl 、 C2 和C3。当线圈的上部和底座结合到一起，形成的电路中的电感L1、 L2和L3以 及电容Cl、 C2和C3共同作用将线圈调整到最佳的传输匹配状态(通常为50 欧姆)。当线圈上部发生变化后，线圈的电路结构如图2所示线圈上部的尺寸改 变了，其电参数就变化为L4，这时候线圏要达到最佳的匹配状态，按照现有技 术的方法，必须改变调谐电容Cl 、 C2和C3为C4、 C5和C6来达到传输匹配， 这样的线圈匹配电路也就需要重新制作，也就是需要重新完整的制作一个新的 线圈，提高了生产和使用成本。如图3所示的本发明线圏的电路原理图，对于每一种不同尺寸的线圈上部 使得L5+L6=L4，并且L5+C7+L6=L1 ，只需要增加的电感量部分(L5+L6-L1 ) 和串联的C7串联谐振即可。这时候，由于变化的部分的阻抗完全等效为Ll, 每一种线圈上部部分和图1的线圈上部的阻抗完全等效，使用与图1相同的调 谐电容C1,C2，C3即可以达到最佳的传输匹配状态。同样的，如果采取第二种实现方法，电路原理图如图4所示，在线圏两侧 的线圈底座和线圈上部之间各增加了 一个线圈中部，使得线圈上部的电参数U ， 加上线圈中部的电参数之和增大到L1+L7+L8,我们适当调整C8和C9，可以使 线圈上部和中部的电参数为L1+L7+L8+C8+C9=L1，这样线圏阻抗可以等效为图1 的结构，所以依然可以采用图1的调谐电路来达到最佳的传输匹配。以上两种方法都是改变了线圈的一部分，使线圈适用于不同尺寸的患者， 通过在改变部分内串联一些电容，使之使用原线圈的整个底座及匹配电路还能 达到最佳的传输匹配，最终同一个线圈能够针对不同的患者身体结构采用不同 的线圈结构，使得线圏的适用面更大，成像的效果也更好。下面是以单膝线圈为例说明本发明的接收线圏的两种方案的结构，如图5所示，A图为小号单膝接收线圏的结构示意图，B图为大号单膝接收线圈的结构 示意图，C图为具有线圏中部的单膝接收线圏的结构示意图。三个线圏均釆用 相同的底座和线圈传输匹配电路。如果按照过去的方法，因为线圈尺寸的变化 会带来传输匹配电路的变化，所以必需生产三个完全不相同的线圏。但是，如 果采用本方法，三种线圈均可以采用同一个线圈底座及其传输匹配电路，用户 只需要更换线圈上部或者增加线圈中部即可。图5中的B图所示的单膝线圈的结构要比A图所示的单膝线圈的结构中的 线圈上部尺寸大，所以在该线圈上部中接进调谐电容。我们可以针对不同的病 人的需要设计多个尺寸的上盖，由于线圈的调谐匹配电路都是装配在底座上， 这样，更换线圈上部的成本可以远远低于购买一个线圏的价格，但是从使用的 功能上来说，每一个上盖就可以完全等效过去的一个完整的线圏。图5中的C图的单膝线圏的结构釆用了 A图中的结构的上盖和底座，但是 增加了两个加高装置即线圈中部，使得线圈结构加高了，从而适应不同的病人 需要，还可以根据不同病人的尺寸设计不同的增高装置，这样，线圈主体(上 盖和底座)都可以保持不变，只是增加几个增高装置，线圏就可以适应不同的 病人，使得线圈的使用效率得以很大的提升。三种结构的底座尺寸相同，如果采用传统的制作方法，三个线圈上盖都需 配套生产三种不同的底座匹配电路，但是，如果按照本方法制作，三种上盖只 需要一个底座即可。
权利要求
1.一种核磁共振接收线圈，包括通过接插件实现结构连接和电连接的可分离的线圈底座和线圈上部，所述线圈底座中包括匹配调谐电路；其特征在于，所述线圈上部有两个以上并且可以相互替代，每一个所述线圈上部具有不同的尺寸；在每一个所述线圈上部的电路中连接有调谐电容C7，所述调谐电容C7的值在所述接收线圈的工作频率段使得每一个所述线圈上部具有同样的输出阻抗，从而保证所述接收线圈的匹配状态不变。
2. 根据权利要求1所述的核磁共振接收线圈，其特征在于，所述两个以 上的线圏上部进一步包括一个线圈顶部和两个以上左线圈中部和右线圈中部， 所述左线圏中部和右线圈中部的电路中分别连接有调谐电容C8和C9,并分别通 过4妄插件与所述线圈顶部和线圈底座实现结构连接和电连接；所述调谐电容C8 和C9的值使得每一个所述线圈上部具有同样的输出阻抗，从而保证所述接收线 圈的匹配状态不变。
3. 根据权利要求2所述的核磁共振接收线圈，其特征在于，在所述接收 线圈的工作频率段所述调谐电容C8和C9的值使得每一个所述左线圈中部和右 线圈中部串联谐振。
全文摘要
本发明公开了一种核磁共振接收线圈，包括通过接插件实现结构连接和电连接的可分离的线圈底座和线圈上部，所述线圈底座中包括匹配调谐电路；所述线圈上部有两个以上并且可以相互替代，每一个所述线圈上部具有不同的尺寸；在每一个所述线圈上部的电路中连接有调谐电容C7，所述调谐电容C7的值在所述接收线圈的工作频率段使得每一个所述线圈上部具有同样的输出阻抗，从而保证所述接收线圈的匹配状态不变。本发明的一个线圈能起到多个大小不同的线圈的作用，节省了线圈的制造成本和使用成本。
文档编号G01R33/36GK101403788SQ20081021721
公开日2009年4月8日 申请日期2008年10月31日 优先权日2008年10月31日
发明者杨佳强 申请人:深圳市特深电气有限公司