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CN109521380B - 可伸缩式磁共振线圈及磁共振成像装置 - Google Patents

可伸缩式磁共振线圈及磁共振成像装置 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种可伸缩式磁共振线圈及磁共振成像装置，其包括：第一线圈半体，其设置于第一线圈壳，并具有第一线圈支承件和设置于第一线圈支承件的多个第一线圈单元；第二线圈半体，其设置于第二线圈壳，并具有第二线圈支承件和设置于第二线圈支承件的多个第二线圈单元；所述第一线圈壳的一端与第二线圈壳的一端对置且能够相对滑动，第一线圈支承件的一端与第二线圈支承件的一端对置且能够相对滑动，设置在第一线圈支承件的一端的第一线圈单元具有接点，设置在第二线圈支承件的一端的第二线圈单元具有能够与接点电连接的滑动接触部，接点能够在滑动接触部滑动，且在滑动接触部设置有用于使线圈的磁共振频率保持为恒定值的频率补偿元件。

Description

可伸缩式磁共振线圈及磁共振成像装置
技术领域
本发明涉及一种可伸缩式磁共振线圈及磁共振成像装置。
背景技术
磁共振成像(Magnetic Resonance Imaging，MRI)是随着计算机技术、电子电路技术、超导体技术的发展而迅速发展起来的一种生物磁学核自旋成像技术。它利用磁场与射频脉冲使人体组织内进动的氢核(即H+)发生振动产生射频信号，经计算机处理而成像。当把物体放置在磁场中，用适当的电磁波照射它，使之共振，然后分析它释放的电磁波，就可以得知构成这一物体的原子核的位置和种类，据此可以绘制成物体内部的精确立体图像。比如，可以通过磁共振成像扫描人类大脑获得的一个连续切片的动画。
在MRI系统中，发射线圈发射射频脉冲以实现磁共振。局部线圈(Local Coil)接收磁共振信号，并发送磁共振信号到接收线圈通道选择器(RCCS)以及接收机。现有的局部线圈中，无论是硬质线圈还是柔性线圈，其尺寸均是固定的，因此，当面对不同的被检测者时，有时会出现线圈无法完全覆盖被检测部位或者线圈过大导致出现部分重叠的问题，这两种情况均会影响最终磁共振成像的效果。
发明内容
有鉴于此，本发明提出了一种能够适应不同检测者且能够保证成像效果的可伸缩式磁共振线圈。
本发明的一实施方式提供一种可伸缩式磁共振线圈，其包括：第一线圈半体，其设置于第一线圈壳，并具有第一线圈支承件和设置于所述第一线圈支承件的多个第一线圈单元；第二线圈半体，其设置于第二线圈壳，并具有第二线圈支承件和设置于所述第二线圈支承件的多个第二线圈单元；所述第一线圈壳的一端与所述第二线圈壳的一端对置且能够相对滑动，所述第一线圈支承件的一端与所述第二线圈支承件的一端对置且能够相对滑动，设置在所述第一线圈支承件的所述一端的第一线圈单元具有接点，设置在所述第二线圈支承件的所述一端的第二线圈单元具有能够与所述接点电连接的滑动接触部，所述接点能够在所述滑动接触部滑动，且在所述滑动接触部设置有用于使线圈的磁共振频率保持为恒定值的频率补偿元件。
在上述可伸缩式磁共振线圈中，优选所述频率补偿元件是一个可变电容元件或者是串联连接的多个电容元件。
在上述可伸缩式磁共振线圈中，优选所述可变电容元件包括一个可变电阻和一个压控电容。
在上述可伸缩式磁共振线圈中，优选通过所述接点与所述滑动接触部的电连接，使设置在所述第一线圈支承件的所述一端的第一线圈单元与设置在所述第二线圈支承件的所述一端的第二线圈单元组成完整的线圈单元。
在上述可伸缩式磁共振线圈中，优选在所述第一线圈支承件上设置有由连续多个锯齿组成的齿条槽，在所述第二线圈支承件上设置有能够与所述锯齿嵌合的定位凸起，利用该定位凸起来定位所述第一线圈支承件与所述第二线圈支承件在相对滑动时的位置。
本发明的又一实施方式提供一种磁共振成像装置，其包括上述的可伸缩式磁共振线圈。
根据本实施例的磁共振线圈能够适应各种不同被检测体的需求，能够更好地贴合被检测部位，且通过设置频率补偿元件，能够保持与以往相同的共振频率，从而能够取得比以往更佳的磁共振检测效果。
附图说明
下面将通过参照附图详细描述本发明的优选实施例，使本领域的普通技术人员更清楚本发明的上述及其它特征和优点，附图中：
图1A是本发明的一实施例涉及的用于磁共振成像的可伸缩式线圈处于收缩状态的立体图。
图1B是本发明的一实施例涉及的用于磁共振成像的可伸缩式线圈处于伸开状态的立体图。
图2是上部线圈U的剖视图。
图3是示出了左线圈半体(第一线圈半体)的结构图。
图4是示出了右线圈半体(第二线圈半体)的结构图。
图5是示出了将左线圈半体与右线圈半体组装成一体的示意图。
图6是示出了又一种频率补偿装置的结构说明图。
图7是示出了本发明的又一可伸缩式线圈的示意图。
其中，附图标记如下：
左半线圈1；
11、左半线圈壳(第一线圈壳)；
111、凹部；
121、薄壁部；
122、左半线圈支承件(第一线圈
支承件)；
123、左半线圈单元；
124、滑槽；
125、接点；
126、齿条槽；
21、右半线圈壳；
22、右线圈半体；
221、薄壁部；
222、右半线圈支承件；
223、右半线圈单元(第二线圈单
元)；
224、定位销；
225、滑动接触部；
226、定位凸起；
227、电容元件；
228、可变电阻；
229、压控电容。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，以下举实施例对本发明进一步详细说明。
在本文中，“示意性”表示“充当实例、例子或说明”，不应将在本文中被描述为“示意性”的任何图示、实施方式解释为一种更优选的或更具优点的技术方案。
为使图面简洁，各图中只示意性地表示出了与本发明相关的部分，它们并不代表其作为产品的实际结构。另外，为使图面简洁便于理解，在有些图中具有相同结构或功能的部件，仅示意性地绘示了其中的一个，或仅标出了其中的一个。
下面参照附图对本发明的优选实施例进行说明。
图1A是本发明的一实施例涉及的用于磁共振成像的可伸缩式线圈处于收缩状态的立体图。在本实施例中，该线圈例如为膝部线圈，其包括上部线圈U和下部线圈L，使用时，将上部线圈U与下部线圈L从图1的上下方向对合，将被检测部位例如膝部夹持在上部线圈U与下部线圈L之间，并利用未图示的接合机构固定。在此，上部线圈U和下部线圈L为相同的结构，因此仅以上部线圈U为例进行说明。上部线圈U形成为大致拱桥状，包括左半线圈(第一线圈)1和右半线圈(第二线圈)2。
图1B是本发明的一实施例涉及的用于磁共振成像的可伸缩式线圈处于伸开状态的立体图，在本实施例中，可沿图1B的水平方向伸开。如图1B及图2所示，在左半线圈 1的一端具有凹部111且在凹部的两侧壁上设置有滑槽112，右半线圈2的一端能够插入该凹部111，并能够沿着滑槽112滑动。
下面，结合图2～图4对左半线圈1和右半线圈2进一步说明。图2是上部线圈U的剖视图。如图2所示，左半线圈1包括左半线圈壳(第一线圈壳)11和左线圈半体(第一线圈半体)12，右半线圈2包括右半线圈壳(第二线圈壳)21和右线圈半体(第二线圈半体)22。左半线圈壳11在一端形成为薄壁的凹部111，右半线圈壳21的一端形成为薄壁的插入部211，且插入部211能够滑动地插入到凹部111，并能够沿着滑槽112滑动。此外，左半线圈壳11和左线圈半体12固定，右半线圈壳21和右线圈半体22固定。
图3示出了左线圈半体12(第一线圈半体)的结构图。如图3所示，左线圈半体12 的一端侧形成为薄壁部121，且左线圈半体12包括左半线圈支承件(第一线圈支承件) 122和设置于左半线圈支承件122的表面的多个左半线圈单元(第一线圈单元)123。左半线圈单元123为多通道的柔性线圈，大致呈环状且局部交叉重叠。在第一线圈支承件 122的一端侧设置的左半线圈单元123具有能够与后述的右半线圈单元223电连接的接点125。该接点125例如可以是板簧，从第一线圈支承件122的一端侧稍微突出，且朝向左半线圈支承件122背面稍微弯曲。此外，在左半线圈支承件122的沿线圈伸缩方向的侧缘设置与伸缩方向平行的长条状的滑槽124和具有一齿条状长边的齿条槽126。
图4示出了右线圈半体22(第二线圈半体)的结构图。如图4所示，右线圈半体22 的一端侧形成为薄壁部221，且右线圈半体22包括右半线圈支承件(第二线圈支承件) 222和设置于右半线圈支承件222的表面的多个右半线圈单元(第二线圈单元)223。右半线圈单元223为多通道的柔性线圈，大致呈环状且局部交叉重叠。在第二线圈支承件 222的一端侧设置的右半线圈单元223具有能够与上述的左半线圈单元123的接点125 电连接的多个滑动接触部225。该滑动接触部225与线圈的伸缩方向平行设置，其长度大于等于线圈的伸缩长度。在本实施例中在每个滑动接触部225上串联设置有多个电容元件(频率补偿元件)227。此外，在右半线圈支承件222的与上述一端侧相交的两侧缘分别设置有定位销224和定位凸起226，其中定位销224与上述左线圈半体12的滑槽124 嵌合，并能够在滑槽124内滑动，定位凸起226的形状形成为能够与左线圈半体12的齿条槽126的锯齿嵌合。
图5示出了将左线圈半体12与右线圈半体22组装成一体的示意图。如图5所示，将左线圈半体12的薄壁部121与右线圈半体22的薄壁部221彼此对置，在此情况下，位于上述薄壁部121的左半线圈单元123的接点125与位于薄壁部221的右半线圈单元 223的滑动接触部225电连接。利用该电连接，使带有接点125的左半线圈单元123与带有滑动接触部225的右半线圈单元223独立地构成一个完整闭合的线圈单元。此外，将定位销224与滑槽124嵌合并能够在滑槽124内滑动，将定位凸起226与齿条槽126 嵌合，从而左线圈半体12能够相对于右线圈半体22滑动，且定位凸起226在齿条槽126 内滑动时通过与齿条状长边上设置的锯齿形凹部配合，能够使左线圈半体12相对于右线圈半体22定位在恰当的位置。
下面，结合图4、图5对在滑动接触部225上串联设置有多个电容元件227进行说明。众所周知，在磁共振成像过程中，线圈的共振频率需满足拉莫频率，即
Figure BDA0001412116700000051
例如由左线圈单元123及右线圈单元223通过接点和滑动接触部滑动连接而成的线圈单元的电感在初始状态下例如为L1，当左线圈半体12相对于右线圈半体22滑动(伸缩) 时，该电感发生变化，此时例如为L2，此时，为了保证伸缩后的线圈的共振频率仍满足拉莫频率，需满足下式
Figure BDA0001412116700000061
若L1<L2，则需要使C1>C2。在本实施例中，为了使伸缩后的线圈仍保持恒定的频率，本申请的发明者通过在滑动接触部225 上串联设置有多个电容元件227来解决这一问题。这样，当线圈发生伸缩时，导致线圈的电感L发生变化，同时由于接点125在滑动接触部225上滑动，导致接入到线圈单元的电容C也发生变化，其结果保证线圈伸缩前的L1C1等于线圈伸缩后L2C2，进而保证线圈的共振频率始终保持在拉莫频率，也就是说确保了伸缩后的线圈的共振频率能够与伸缩前的线圈的共振频率保持一致。
在上述实施例中例示了在滑动接触部225设置多个电容元件227作为频率补偿元件，但并不限定于此，还可以使用压控电容作为频率补偿元件来改变接入到线圈单元中的电容。例如，如图6所示，在滑动接触部225设置一可变电阻228和与其串联连接的压控电容229，当线圈伸缩时，可变电阻228的阻值发生改变，相应地施加于压控电容229 的电压值也发生变化，进而压控电容229的电容也发生改变。从而确保了伸缩后的线圈的共振频率能够与伸缩前的线圈的共振频率保持一致。当然，除了上述实施例以外也可以是其他的频率补偿元件，只要能够使线圈在伸缩前后的频率保持为恒定的拉莫频率即可。
此外，在上述实施例中例示了磁共振线圈由左线圈半体1和右线圈半体2两部分组成，但也可以是如图7所示的三部分组成，即左线圈半体1、右线圈半体2及中间线圈半体3。当然也可以包括更多部分。
此外，在上述实施例中例示了磁共振线圈沿水平方向(图面的左右方向)伸缩，但并不限定于此，磁共振线圈也可是带有弧度的弧状线圈并能够沿着弧度伸缩。
此外，在本发明中，线圈单元除了通过粘贴设置于线圈支承件以外，还可以通过LDS (Laser Direct Structuring)技术涂覆形成于线圈支承件的表面。
根据本实施例的磁共振线圈能够适应各种不同被检测体的需求，能够更好地贴合被检测部位，且通过设置频率补偿元件，能够保持与以往相同的共振频率，从而能够取得比以往更佳的磁共振检测效果。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种可伸缩式磁共振线圈，其特征在于，包括：
第一线圈半体，其设置于第一线圈壳，并具有第一线圈支承件和设置于所述第一线圈支承件的表面的多个第一线圈单元；
第二线圈半体，其设置于第二线圈壳，并具有第二线圈支承件和设置于所述第二线圈支承件的表面的多个第二线圈单元；
所述第一线圈壳的一端与所述第二线圈壳的一端对置且能够相对滑动，所述第一线圈支承件的一端与所述第二线圈支承件的一端对置且能够相对滑动，
设置在所述第一线圈支承件的所述一端的第一线圈单元具有接点，设置在所述第二线圈支承件的所述一端的第二线圈单元具有能够与所述接点电连接的滑动接触部，所述接点能够在所述滑动接触部滑动，且在所述滑动接触部设置有用于使线圈的磁共振频率保持为恒定值的频率补偿元件。
2.根据权利要求1所述的可伸缩式磁共振线圈，其特征在于，
所述频率补偿元件是一个可变电容元件或者是串联连接的多个电容元件。
3.根据权利要求2所述的可伸缩式磁共振线圈，其特征在于，
所述可变电容元件包括一个可变电阻和一个压控电容。
4.根据权利要求1所述的可伸缩式磁共振线圈，其特征在于，
通过所述接点与所述滑动接触部的电连接，使设置在所述第一线圈支承件的所述一端的第一线圈单元与设置在所述第二线圈支承件的所述一端的第二线圈单元组成完整的线圈单元。
5.根据权利要求1所述的可伸缩式磁共振线圈，其特征在于，
在所述第一线圈支承件上设置有由连续多个锯齿组成的齿条槽，在所述第二线圈支承件上设置有能够与所述锯齿嵌合的定位凸起，利用该定位凸起来定位所述第一线圈支承件与所述第二线圈支承件在相对滑动时的位置。
6.一种磁共振成像装置，其特征在于，包括权利要求1～5中任一项所述的可伸缩式磁共振线圈。
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