用于磁共振成像系统的鸟笼线圈及其调谐方法技术方案

本发明专利技术涉及用于磁共振成像系统的鸟笼线圈及其调谐方法，包括分布在柱形表面上的上环形导体、下环形导体以及连接在其间的多条线形导体；所述上环形导体和下环形导体中串联有多个电容器；所述线形导体的整体或者部分是柔性可弯曲变形的；当调整该线形导体弯曲变形的程度时，所述上环形导体和下环形导体之间的距离改变，从而改变所述鸟笼线圈的谐振频率。本发明专利技术通过改变调试环的位置来调整谐振频率，代替昂贵的可调电容器件，降低了鸟笼线圈的造价，可以在磁共振系统的安装现场方便地调试；本发明专利技术同步调整整个鸟笼线圈的结构，调谐范围比较大；不影响线圈电流的分布和线圈内部的射频磁场的均匀性；机械结构稳定，可以承受较高的电压。

Birdcage coil for a magnetic resonance imaging system and method for tuning the same

The present invention relates to a birdcage coil for a magnetic resonance imaging system and tuning method, including the distribution of the cylindrical annular conductor, on the surface of the annular conductor and connected with the linear conductor therebetween; the annular conductor and the annular conductor is connected in series with a plurality of capacitors; the linear conductor or whole part is the flexible bending deformation; when adjusting the linear bending deformation degree of conductor, between the upper and lower annular ring conductor conductor distance change, thus changing the resonant frequency of the birdcage coil. This invention changes the debugging loop to adjust the location of the resonant frequency, instead of expensive adjustable capacitor devices, reduces the cost of the birdcage coil, can easily debug at the installation site of magnetic resonance system; the structure adjustment of the whole synchronous birdcage coil, the tuning range is larger; does not affect the uniformity of the RF magnetic field distribution and internal coil coil current; stable mechanical structure can withstand high voltage.

【技术实现步骤摘要】
用于磁共振成像系统的鸟笼线圈及其调谐方法
本专利技术涉及磁共振成像技术，尤其涉及磁共振成像系统中的射频发射和接收技术，具体的说，本专利技术涉及用于磁共振成像系统的鸟笼线圈及其调谐方法。
技术介绍
磁共振成像技术已经成为医学临床诊断和研究的重要工具之一，具有非侵入性、无电离、无辐射等特点，其中的射频线圈是成像系统的一个重要元件，对成像质量有着举足轻重的作用，直接影响图像信噪比。磁共振成像系统通过射频发射线圈发射电磁波对人体组织进行激发，人体组织中产生共振信号，被射频接收线圈接收，然后送入计算机系统进行成像。所以射频发射线圈在磁共振成像系统中起着非常关键的作用。为了获得高质量的磁共振扫描图像，要求射频发射线圈产生的电磁场(简称B1场)有良好的均匀性。鸟笼线圈中心可以产生比较均匀的射频电磁场，因此磁共振系统通常都采用鸟笼线圈作为发射线圈或者收发共用线圈。如图1所示，是现有技术中一种常规的鸟笼线圈，包括位置上相对设置的两个平行的环形导体，在两个环形导体之间采用多根线形导体连接，并在两个环形导体上装配多个电容。为了获得均匀的射频磁场，要求在工作状态下鸟笼线圈内的电流分布均匀，同时鸟笼线圈还必须谐振在磁共振频率W0上。磁共振频率W0也称为拉莫尔频率(Lamor)，主要由磁共振成像系统中的静态磁场强度B0决定。W0＝γB0γ是拉莫尔常数。在图1中，鸟笼线圈有上下两个环形导体，两个环形导体之间用了16条线形导体连接，两个环形导体上分别串联了16个电容，分别是：上环形导体的电容包括C1～C16，下环形导体的电容包括C17～C32，为了使该线圈能达到最佳的发射效果，得到最佳的均匀场，需要每个环形上的所有电容的值都尽可能一致，这样可以让线圈上的电流分布比较均匀，从而在线圈内产生一个均匀的射频电磁场B1。在实际制造过程中，必须调整线圈的谐振点为拉莫尔频率，通常通过调整线圈中串联的电容值来改变线圈的谐振点。如果电容C1～C32全部采用固定值的电容，每一次调整电容值都需要同步的替换至少16个电容，制造过程的调试非常复杂，而且过多的焊接操作容易导致电路板或者电容受损。因此为了简化制造过程，通常会使用电容值可调的电容。由于耐高压的可调电容成本较高，如果每个线圈都采用16个或者32个可调电容，线圈成本将会非常高。如果只是在其中部分位置使用可调电容，会导致成品线圈谐振点的可调整的范围非常小，而且调整后由于不同位置的电容值有差异，线圈电流分布变得不均匀，导致线圈内的电磁场B1也变得不均匀。产生静态磁场强度B0的磁体一般采用电磁体或者永磁磁体，随着磁共振成像技术的发展，人们期望更高的静态磁场强度B0，这时候往往采用超导磁体。当磁体在屏蔽室内安装的时候，由于材料和场地环境的差异，导致所产生的静态磁场强度B0也具有一定的差异，而且，线圈加工制造过程的误差也会导致一定的差异。这就要求所有与该磁体配套的射频线圈都需要相应的调整谐振频率，如上所述，现有鸟笼线圈的调谐过程复杂，给磁共振成像系统的现场安装人员增加了工作难度，往往使得鸟笼线圈的产品质量具有加工厂商难以控制的隐患。本专利技术改进了磁共振系统中通用的鸟笼线圈，具有宜于调谐的结构，克服了上述缺点。
技术实现思路
本专利技术提出了一种改进的用于磁共振成像系统的鸟笼线圈及其调试方法，具有线圈内部电流分布均匀、调试方便的优点，降低了现场安装过程中的工作难度。本专利技术公开了一种用于磁共振成像系统的鸟笼线圈，包括分布在柱形表面上的上环形导体、下环形导体以及连接在其间的多条线形导体；所述上环形导体和下环形导体中串联有多个电容器；所述线形导体的全部或者其中有1段或者2段采用柔性可弯曲变形的柔性调谐线；当所述柔性调谐线弯曲变形时，所述上环形导体和下环形导体之间的距离改变，并改变所述鸟笼线圈的谐振频率在本专利技术的另一个实施例中，当所述线形导体的全部采用柔性可弯曲的所述柔性调谐线时，在所述柔性调谐线发生弯曲变形的位置邻近所述上环形导体和/或下环形导体。在本专利技术的实施例中，所述线形导体中有1段或者2段所述柔性调谐线时，每段所述柔性调谐线的长度小于所述线形导体的长度的三分之一当有1段所述柔性调谐线时，所述柔性调谐线在所述线形导体中的位置邻近所述上环形导体或者下环形导体；当有2段所述柔性调谐线时，所述柔性调谐线在所述线形导体中的位置同时邻近所述上环形导体和下环形导体。在本专利技术的一个实施例中，所述柔性调谐线被预先弯曲变形为类似字母“Ω”的形状。在一个实施例中，还包括用于改变所述上环形导体或者下环形导体的位置的谐振点调节器。在一个实施例中，所述谐振点调节器包括一个以上固定于所述上环形导体或者下环形导体上的滑块，当均匀推拉每一个该滑块时所述上环形导体或者下环形导体的位置改变。所述柔性调谐线是采用FPC柔性电路板材料。本专利技术还公开了一种用于上述任意一种用于磁共振成像系统的鸟笼线圈的调谐方法，包括如下步骤：通过改变柔性调谐线的形状改变所述上环形导体和下环形导体之间的距离，改变所述鸟笼线圈的谐振频率。在一个实施例中，改变所述上环形导体和下环形导体之间的距离的步骤包括：所述改变所述柔性调谐线的形状改变所述上环形导体和下环形导体之间的距离的步骤包括：分别同等地推拉每一个固定连接于所述上环形导体或者所述下环形导体的所述滑块。本专利技术提供一种用于磁共振系统中的鸟笼线圈及其调试方法，将鸟笼线圈的环形导体设计为可以移动的调试环，通过改变调试环的位置来改变上下两个圆环导体之间的距离，从而调整鸟笼线圈的谐振频率。本专利技术的鸟笼线圈避免使用昂贵的可调电容器件来微调线圈谐振频率，降低了鸟笼线圈的造价成本，并且调试容易使用方便；由于本专利技术同步调整整个鸟笼线圈的结构，调谐范围比较大；并且对线圈电流的分布没有影响，线圈内部的射频磁场均匀性不受影响；本专利技术的机械结构稳定，可以承受较高的电压，具有较高的可靠性。附图说明图1是现有技术中一种常规的鸟笼线圈的结构示意图。图2是本专利技术的鸟笼线圈的一个实施例的结构示意图。图3和图4是本专利技术的一个实施例中的线圈调谐装置的结构示意图。图5是本专利技术一个实施例中谐振点调节器的结构示意图。图6和图7是分别对应图3和图4所示的实施例中的线圈调谐装置的谐振频率曲线。图8是本专利技术一个实施例的线圈参数示意图。具体实施方式磁共振系统通用的鸟笼线圈的结构，如图1所示，这种常规的鸟笼线圈采用两个平行的环形导体，在两个环形导体之间采用多根线形导体连接，并在两个环形导体上装配多个电容。本专利技术用柔性的线形导体完全取代传统鸟笼线圈中的刚性的线形导体。即，在上下环形导体之间的线形导体是柔性可弯曲变形的，这样上下环形导体之间的距离可以在核磁共振系统的安装现场很方便的根据要求调整，从而改变鸟笼线圈的谐振点，适应磁体的静态磁场强度的要求。在一个实施例中，通过射频发射线圈的包装壳体限制柔性可弯曲变形的线形导体的形变发生在靠近上下环形导体的位置附近，这样对该鸟笼线圈的射频场B1的均匀性影响最小。在另一个实施例中，鸟笼线圈的其中的一个环形与垂直的导体之间采用柔性的导线连接，该柔性的导线使得该环形导体可以沿着线形导体的伸展方向移动，通过这种移动来改变线圈的结构从而改变线圈的谐振点，使得线圈可以谐振在磁共振系统的频率上，在调整的过程中，整个环形导体平行地同时沿着相同的方向运动，因此对本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于磁共振成像系统的鸟笼线圈，包括分布在柱形表面上的上环形导体、下环形导体以及连接在其间的线形导体；所述上环形导体和下环形导体中串联有电容器；其特征在于，所述线形导体的全部或者其中有1段或者2段采用柔性可弯曲变形的柔性调谐线；当所述柔性调谐线弯曲变形时，所述上环形导体和下环形导体之间的距离改变，并改变所述鸟笼线圈的谐振频率。

【技术特征摘要】
1.一种用于磁共振成像系统的鸟笼线圈，包括分布在柱形表面上的上环形导体、下环形导体以及连接在其间的线形导体；所述上环形导体和下环形导体中串联有电容器；其特征在于，所述线形导体的全部或者其中有1段或者2段采用柔性可弯曲变形的柔性调谐线；当所述柔性调谐线弯曲变形时，所述上环形导体和下环形导体之间的距离改变，并改变所述鸟笼线圈的谐振频率。2.如权利要求1所述的鸟笼线圈，其特征在于，当所述线形导体的全部采用柔性可弯曲变形的所述柔性调谐线时，所述柔性调谐线发生弯曲变形的位置邻近所述上环形导体或者下环形导体。3.如权利要求1所述的鸟笼线圈，其特征在于，当所述线形导体中有1段或者2段所述柔性调谐线时，每段所述柔性调谐线的长度小于所述线形导体的长度的三分之一；当有1段所述柔性调谐线时，所述柔性调谐线在所述线形导体中的位置邻近所述上环形导体或者下环形导体；当有2段所述柔性调谐线时，所述柔性调谐线在所述线形导体中的位置同时邻近所述上环形导体和下环形导体。4.如权利要求3或者2所述的鸟笼线圈，其特征在于，所述柔性调谐线被预...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨佳强，
申请(专利权)人：深圳市特深电气有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44