一种可用于头部核磁共振成像的射频线圈制造技术

本发明专利技术公开了一种可用于头部核磁共振成像的射频线圈，线圈分为上下两层线圈，采用铜作为材料，线圈各匝间距相等，线圈各部分不断开，线圈两层为一个整体相连，线圈为矩形。本发明专利技术提供核磁共振系统中所需的射频磁场，射频线圈所产生的静态磁场均匀区域位于射频线圈结构的上下两侧，磁场方向水平。只需要将头部放在线圈上进行检测，利用该线圈搭建核磁共振系统，可以达到开放式测量的目的。而且线圈性能好，用这种线圈搭建实验平台进行实验，测得的核磁共振信号好，具有其他射频线圈不可比拟的优点。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及头部疾病检测仪器领域，特别涉及一种可用于头部核磁共振成像的射频线圈，可用于搭建一种小型、便携、廉价的开放式核磁共振系统，可用于头部疾病患者床旁实时检测。
技术介绍
在磁共振成像（MagneticResonanceImaging，MRI）中，射频线圈是发射和接受射频频率的专用装置，或者说是提供核磁共振频率的源装置。目前用于MRI的射频线圈已经发展到第四代。第一代是线性极化表面线圈；第二代是圆形极化表面线圈，它比第一代线形极化表面线圈的信噪比提高了40%以上；第三代是圆形极化相控阵线圈，借助于无线电中通用的相控阵雷达原理，每个线圈由多个小线圈单元组成，通过相位叠加或相减，达到减少旁瓣的目的，从而极大地提高了灵敏度，显著增加了图像的信噪比；1997年推出的第四代相控阵线圈也称为一体化全景相控阵线圈，它是组合式阵列线圈，可进行线圈与线圈间的任意组合。安放病人时，可将多组线圈一起固定于病人身上，利用软件操作实现线圈的不同组合和拆分，完成对不同部位的检查和诊断，这对于需要一次进行多部位检查的病人尤为重要。实践证明，第四代一体化全景相控阵线圈的性能比第三代更优且使用更加方便。核磁共振技术作为一种无损检测手段，广泛应用于生命医疗、食品分析、质量控制、材料科学和地球物理等领域。射频线圈作为信号接受链的前端，对成像质量至关重要，而且相对于其他部件，具有易于开发和优化的特点，因此一直是MRI研究领域的热点问题。产生与主磁体磁场互相垂直的静态射频磁场的射频线圈是核磁共振仪器的核心部件，目前射频线圈的分类与典型应用主要分为以下六个部分：1）鸟笼线圈。能够产生均匀的横向电磁场，适合工作于正交模式，但不适合于垂直磁场系统；2）螺旋管线圈。体积较小，也能实现很均匀的磁场分布，但由于磁场方向的限制，使线圈在空间利用和头颅测量上都受到限制，主要应用于非筒状磁体和介入线圈；3）鞍状线圈。其特点是在z轴方向，磁场有很高的均匀性以及与磁体的匹配性，敏感度比相同尺寸的螺旋管线圈要高3倍，且性价比较好；4）赫姆赫兹线圈。其优点是病人进出方便，缺点是场分布均匀性较差，磁场强度主要集中于线圈电流通路周围，而位于中央区域的场强较小，适合于制作乳房线圈、颈线圈等；5）横向电磁模线圈。横向电磁模线圈很容易调谐，且高频场均匀性很好，与鸟笼线圈最大的区别在于它的外层屏蔽作为电路的一部分，与内部的传输线组成回路，使整个线圈如同具有驻波传输功能的多导传输线；6）环状线圈。适用于接近人体表面的较小组织器官的成像，例如脊椎，表面线圈是接受线圈的首选。目前迫切需要一种小型、廉价、便于移动且可以为病患提供床旁检测的核磁共振系统所适用的射频线圈。需要其在各方面性能较好，能够满足开放式测量，且磁场均匀度、强度、方向水平度较好。这就是本专利技术需要解决的问题。
技术实现思路
针对以上射频线圈的不足，本专利技术为了实现可对头部进行核磁共振成像的射频线圈，提供了一种可在射频线圈两侧形成均匀磁场的射频线圈结构。本专利技术的目的是通过这样的技术方案实现的：一种可用于头部核磁共振成像的射频线圈，包括四个线圈单元，每两个线圈单元在同一平面，构成上下两层相互平行的结构；各线圈单元串联为一供电流流通的支路，各线圈单元不断开，且具有激励输入点和激励输出点。在所述用于头部核磁共振成像的射频线圈的上方和下方区域形成静态磁场均匀区域。所述线圈单元由若干匝线圈构成，每匝线圈为矩形结构，每匝线圈间的匝间距相同。各匝线圈的各边相互平行，即长边与长边平行，短边与短边平行。所述线圈的横截面为矩形。所述激励输入点和激励输出点分别设置在上下两层。激励添加方式为从一层的激励输入点流入，再从另一层的激励输出点流出。进一步，为了固定本射频线圈，还包用于固定射频线圈的塑料板，以及分别与所述激励输入点和激励输出点连接的焊接点。更进一步，本专利技术的实施例中所述线圈内部为铜材料，外部为绝缘层。本专利技术还提供了本专利技术的射频线圈的一种应用方式，前面所述的射频线圈通过头部固定装置固定在头部，进行核磁共振成像。本专利技术的优点在于：一种用于头部核磁共振成像的射频线圈，该线圈为平面式的完全开放式结构，产生的静态磁场均匀区域位于线圈结构的两侧，所以人体头部不需要放入线圈结构内部进行测量，可以达到完全开放式测量，实现了一种开放式的头部核磁共振成像；其次，由于本专利技术所设计线圈形状结构的特殊性，使得产生的磁场在中心区域的均匀度更好，磁场方向在中心区域达到水平状态，可以与磁体产生的垂直向上的主磁场完全垂直以产生核磁共振信号；最后，线圈结构采用双重结构，使得线圈产生的磁场强度大大增加，使得测出的核磁共振信号强度大大增加。本专利技术的其它优点、目标和特征在某种程度上将在随后的说明书中进行阐述，并且在某种程度上，基于对下文的考察研究对本领域技术人员而言将是显而易见的，或者可以从本专利技术的实践中得到教导。本专利技术的目标和其它优点可以通过下面的说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。附图说明为了使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本专利技术作进一步的详细描述，其中：图1为本专利技术实施例提供的射频线圈结构示意图；图2为本专利技术实施例提供的射频线圈的上下两层平面示意图；图3为本专利技术实施例提供的射频线圈产生的磁场大小分布；图4为本专利技术实施例提供的射频线圈产生的磁场方向；图5为本专利技术实施例提供的射频线圈进行核磁共振成像得到的核磁共振谱；图6为本专利技术实施提供的射频线圈进行核磁共振成像得到的横向弛豫衰减曲线。具体实施方式以下将结合附图，对本专利技术的优选实施例进行详细的描述。如图1所示，本专利技术提供的一种头部核磁共振成像的射频线圈，由上下两层线圈、用于固定的塑料板（图中未画出）组成，所述线圈的上方和下方区域形成静态磁场均匀区域，磁场方向水平。所述射频线圈整体为矩形，线圈横截面为长方形，线圈各匝间距相同，各匝间互相平行，长边与长边平行，短边与短边平行。由线圈其中一层支路A加电流流入，由另一层线圈的支路B流出。所述线圈由铜材料制成，由塑料板固定，形成双层“日”字线圈。下面详细描述本专利技术的一具体实施例所提供的一种用于头部核磁共振成像的射频线圈结构：本专利技术具体实施方式的线圈是由上下两层线圈组成。如图1和2所示，包括上下两层线圈，实际线圈还包括用于固定线圈结构的塑料板，以及焊接点，线圈内部为铜材料，外部采用塑料进行绝缘。在图1中，线圈截面为0.5mm×0.1mm的长方形，匝间距同样选取0.5mm，材料为铜，匝数为5匝（实际匝数在5-8匝范围内时，磁场的均匀度和平行度较好），射频线圈整体长为40mm，宽为23mm。线圈上下相连，左右相连在-x方向，线圈的A、B支路与-x有平面相交截面，在两处相交截面处分别添加1A的激励电流源，A支路电流流进，B支路电流流出。图2为本专利技术实施例提供的射频线圈的上下两层的平面示意图。其中上层平面的1、2、3点分别与下层平面的4、5、6点相连接，下层的E'、F'焊点分别与上层E、F点重合，即上下两层各两个焊点均可使用。图3为本专利技术实施例提供的射频线圈产生的磁场分布。由图3可知，双层“日”字线圈上方中间位置（z轴）处，磁场在一定高度上的磁感应强度大小在10-3T数量级，该数量级的磁场范围较大，磁感应强度较大，使得进行核磁共振实际应用时得到本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种可用于头部核磁共振成像的射频线圈，其特征在于：包括四个线圈单元，每两个线圈单元在同一平面，构成上下两层相互平行的结构；各线圈单元串联为一供电流流通的支路，且具有激励输入点和激励输出点。

【技术特征摘要】
1.一种可用于头部核磁共振成像的射频线圈，其特征在于：包括四个线圈单元，每两个线圈单元在同一平面，构成上下两层相互平行的结构；各线圈单元串联为一供电流流通的支路，且具有激励输入点和激励输出点。2.根据权利要求1所述一种可用于头部核磁共振成像的射频线圈，其特征在于：所述线圈单元由若干匝线圈构成，每匝线圈为矩形结构，每匝线圈间的匝间距相同。3.根据权利要求2所述一种可用于头部核磁共振成像的射频线圈，其特征在于：所述各匝线圈的各边相互平行。4.根据权利要求1或2或3所述一种可用于头部核磁共振成像的射频线圈，其...

【专利技术属性】
技术研发人员：李春莉，何为，黄倩，聂文亮，邱刚，
申请(专利权)人：重庆三峡学院，
类型：发明
国别省市：重庆;50