专利名称：一种多通道射频线圈的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及核磁共振成像领域，特别涉及一种多通道射频线圈。
背景技术：
多通道射频线圈可作为核磁共振成像(MRI)系统中的发射线圈或接收线圈，当其 作为发射线圈时，用于发射射频脉冲，当其作为接收线圈时，用于接收扫描信号。多通道射频线圈一般由2N(其中，N为正整数)个射频线圈单元构成，2N个射频线 圈单元环绕为圆柱形，其中，每个射频线圈单元为一射频线圈主体。当多通道射频线圈工作 时，每个射频线圈单元被通以电流，用于分别产生交变磁�。扛錾淦迪呷Φピ慕� 变磁场对应一个发射通道。在理想情况下，每个射频线圈单元所产生的交变磁场是独立的， 换句话说，2N个射频线圈单元中任意两个射频线圈单元所产生的交变磁场彼此之间没有影 响。然而，在实际应用中，两个射频线圈单元之间可能会发生耦合现象，尤其对于相邻的射 频线圈单元，耦合现象尤为突出，这就降低了多通道射频线圈的信噪比。为了提高多通道射频线圈的信噪比，现有技术主要采用两种去耦方法。下面以N 为4为例，结合图1至图3对现有技术中的多通道射频线圈去耦方法进行详细介绍。图1为现有技术的第一种去耦方法中多通道射频线圈的俯视图。如图1所示，8个 射频线圈单元环绕为一圆柱形，为了方便描述，将8个射频线圈单元按照逆时针顺序分别 命名为第一射频线圈单元E1、第二射频线圈单元E2、第三射频线圈单元E3、第四射频线圈 单元E4、第五射频线圈单元E5、第六射频线圈单元E6、第七射频线圈单元E7和第八射频线 圈单元E8。图2为现有技术的第一种去耦方法中多通道射频线圈的平视图，图2仅以El至 E5示意，且相邻两个线圈采用不同粗细线条予以区分。还需要说明的是，在实际应用中，射 频线圈单元的形状没有具体限定，图1和图2中的形状仅为举例说明。如图2所示，为实现 去耦，每相邻两个射频线圈单元部分重合形成一重合区域，重合区域具有一面积，与每相邻 两个线圈不具有重合区域的情况相比，改变了每个射频线圈单元的磁通量，中和了耦合的 影响。以El和E2之间的去耦过程为例，设置El和E2的重合区域的面积Sl后，采用网络 分析仪检测El和E2之间的传输值是否达到预设标准，如未达到预设标准，则表明El和E2 没有实现去耦，需调节Sl的大�。缓笤偌觳釫l和E2之间的传输值，如此调节和检测，直 至传输值达到预设标准。由于多通道射频线圈的的八个射频线圈单元以圆柱的轴线为中心 对称分布，且每个射频线圈单元结构相同，因此，从理论上来说，通过El和E2所确定的重 合区域的面积Sl可用于其他每相邻两个射频线圈单元去耦，例如，E2和E3、E3和E4、E4和 E5、E5和E6、E6和E7、E7和E8、E8和El。但是，在实际应用中，八个射频线圈单元在空间 的位置可能和理想情况相比存在误差，因此，其他相邻的两个射频线圈单元的重合区域的 面积可能与Sl相比存在微小误差。需要说明的是，传输值为二个射频线圈单元之间的能量传递数值，在理想情况下， 当传输值为零时，表明二个单元之间完全没有耦合，但是，在实际应用中，只要传输值小于 标准值，则视为二个射频线圈单元之间没有耦合。另外，传输值并不随重合区域的面积单调递增或递减。对于相邻两个射频线圈单元，并非重合区域的面积越大则去耦效果越好，或重 合区域的面积越小则去耦效果越好，需反复对重合区域的面积调节，以找到去耦效果最优 时的重合区域的面积。图3为现有技术的第二种去耦方法中多通道射频线圈的平视图，图3仅以El至E5 示意。如图3所示，El包括电感L1，E2包括电感L2，L1和L2重合，改变电感的大小相当于 改变两个射频线圈单元的重合区域的面积，也改变了两个射频线圈单元的磁通量，可抵消 两个射频线圈单元之间耦合的影响。设置Ll和L2的大小后，采用网络分析仪检测El和E2 之间的传输值是否达到预设标准。如未达到要求，则表明El和E2没有实现去耦，需调节Ll 和L2的大�。缓笤偌觳釫l和E2之间的传输值，如此调节和检测，直至传输值达到预设标 准。需要说明的是，对于不相邻的两个射频线圈单元，例如，El和E3，可以从El和E3中引 出两个电感，使El和E3的两个电感重合，也可通过上述方法实现去耦。然而，现有技术中的两种去耦方法均存在缺陷。对于第一种方法，通过调节相邻两 个射频线圈单元的重合区域的面积只可实现相邻两个射频线圈单元的去耦，对于其他位置 关系的射频线圈单元，例如，相对的射频线圈单元El和E5，则无法实现二者之间的去耦，因 此，多通道射频线圈的信噪比还是比较低。对于第二种方法，虽然通过调节电感的大小可实 现相邻位置关系以及其他位置关系的射频线圈单元之间的去耦，但是，由于电感的品质因 数比较低，还是会带来信噪比的损失。中国专利申请200510108825. 6公开了一种用于磁共振设备的线圈装置，其具有 多个可相互独立运行的、围绕一个共同的中心区域设置的射频线圈单元。该线圈装置的每 个射频线圈单元与直接相邻于该射频线圈单元的射频线圈单元之间电容式或电感式去耦 合。在中心区域设置一个具有电容器的电容器网络，该电容器网络将线圈装置的射频线圈 单元相互连接在一起。
实用新型内容本实用新型提供了一种多通道射频线圈，以提高多通道射频线圈的信噪比。因此，本实用新型提供了一种多通道射频线圈，包括2N个第一电容，串接环绕成第一环，其中N为正整数；2N个第二电容，串接环绕成第二环，其中，所述第一环位于所述第二环的上方，所 述2N个第一电容的串接点与所述2N个第二电容的串接点上下一一对应；2N个第三电容，分别连接在所述第一环上第一电容的各串接点与所述第二环上第 二电容各相应的串接点之间；2N个结构相同的射频线圈主体，按相邻的两个射频线圈主体部分重合的方式环绕 成一圆柱形；其中，每两个串接的第一电容、相应的两个串接的第二电容、以及与这两个第一电 容和这两个第二电容相连接的三个第三电容连接分别构成2N个结构相同的矩形电容网 络；每个矩形电容网络对应连接一个射频线圈主体，构成一个射频线圈单元；2N个所述射 频线圈单元围绕所述圆柱形对称分布。优选地，每一所述射频线圈主体两端连接在对应的矩形电容网络中两个第二电容 与外侧的两个第三电容的连接点上。[0018]优选地，相邻射频线圈主体部分重合所形成的2N个重合区域具有相同的面积。优选地，所述重合区域的面积能够被微调。优选地，所述的第三电容具有相同的电容值。 优选地，所述第三电容的电容值能够被微调。优选地，所述的第一电容具有相同的电容值，所述的第二电容具有相同的电容值。优选地，所述第一电容的电容值能够被微调，或者所述第二电容的电容值能够被 微调。由上述技术方案可见，本实用新型所提供的多通道射频线圈包括围绕圆柱形对称 分布的2N个射频线圈单元，每个射频线圈单元由矩形电容网络和射频线圈主体连接构成， 当进行去耦时，通过微调每相邻的两个射频线圈单元中射频线圈主体的重合区域的面积对 所有相邻的两个射频线圈单元去耦，通过微调每相隔一个射频线圈单元的两个射频线圈单 元的共用第三电容的电容值对所有相隔一个射频线圈单元的两个射频线圈单元去耦，通过 微调每相隔两个射频线圈单元的两个射频线圈单元之间的电容网络中第一电容的电容值 和/或第二电容的电容值对所有相隔两个射频线圈单元的两个射频线圈单元去耦，通过微 调围绕圆柱形对称分布的每个相对位置上的两个射频线圈单元之间的矩形电容网络中第 一电容的电容值和/或第二电容的电容值对所有对称分布的每个相对位置的两个射频线 圈单元去耦，因此，能够实现绝对去耦，而且，去耦方法中使用了品质因数比较高的电容， 进一步提高多通道射频线圈的信噪比。
图1为现有技术的第一种去耦方法中多通道射频线圈的俯视图。图2为现有技术的第一种去耦方法中多通道射频线圈的平视图。图3为现有技术的第二种去耦方法中相邻两个射频线圈单元的平视图。图4为本实用新型实施例的多通道射频线圈的俯视图。图5为本实用新型实施例的多通道射频线圈的平视图。
具体实施方式
为使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下参照附图并举实施 例，对本实用新型进一步详细说明。本实用新型提供了一种多通道射频线圈，多通道射频线圈包括围绕圆柱形对称分 布的偶数个射频线圈单元，每个射频线圈单元由矩形电容网络和射频线圈主体连接构成。具体地说，偶数QN，N为正整数)个第一电容串接环绕成第一环；偶数ON)个 第二电容串接环绕成第二环，第一环位于所述第二环的上方；偶数ON)个第一电容与偶 数ON)个第二电容的串接点在空间位置上上下一一对应，偶数ON)个第三电容分别连接 在第一环上第一电容的各串接点与第二环上第二电容相应的串接点之间；每两个串接的第 一电容与相应的每两个串接的第二电容、及与这两个第一电容和这两个第二电容相连接的 三个第三电容连接构成偶数ON)个结构相同的矩形电容网络；有偶数ON)个结构相同的 射频线圈主体，按每相邻的两个射频线圈主体部分重合的方式环绕成一圆柱形，形成偶数 (2N)个重合区域；偶数ON)个射频线圈主体分别对应连接偶数ON)个矩形电容网络，构
5成偶数ON)个射频线圈单元，偶数ON)个射频线圈单元围绕圆柱形对称分布。图4为本实用新型实施例的多通道射频线圈的俯视图，图5为本实用新型实施例 的多通道射频线圈的平视图。以2N = 8为例说明，如图4所示，八个第一电容C4、C7、C10、 C13、C16、C19、C22 和 C24 串接环绕成第一环，八个第二电容 C2、C5、C8、Cll、C14、C17、C20 和C23串接环绕成第二环，如图5所示(仅示出5个线圈单元)，第一环位于第二环的上方， C4、C7的串接点D3与C2、C5的串接点D4在空间位置上上下对应，C7、ClO的串接点D5与 C5、C8的串接点D6在空间位置上上下对应，CIO、C13的串接点D7与C8、Cll的串接点D8 在空间位置上上下对应，C13、C16的串接点D9与Cll、C14的串接点DlO在空间位置上上 下对应，C16、C19的串接点Dll与C14、C17的串接点D12在空间位置上上下对应，等等。八 个射频线圈单元E1-E8围绕圆柱形对称分布，且每个射频线圈单元的结构相同，每相邻两 个射频线圈单元的连接关系相同，以第i射频线圈单元表示任一射频线圈单元，其中，i为 大于等于1且小于等于2N-1的正整数，第i射频线圈单元和第i+Ι射频线圈单元为相邻的 射频线圈单元，图中给出其结构以及二者之间的连接关系，下面仅以El和E2为例对本实用 新型所提供的多通道射频线圈进行详细介绍。如图4和5所示，El包括第一矩形电容网络401和第一射频线圈主体402。第一矩形电容网络401包括第三电容Cl、第二电容C2、第三电容C3、第一电容 C4、第二电容C5、第三电容C6和第一电容C7。为了方便表述，按如下方式命名若电容的 两个极板上下排列，则将上极板与导线相连的端点记作第一端D1，下极板与导线相连的端 点记作第二端D2 ；若电容的两个极板左右排列，则将左极板与导线相连的端点记作第一端 D1，右极板与导线相连的端点记作第二端D2。在第一矩形电容网络401中，Cl的D2与C2 的Dl相连，C2的D2与C3的D2相连，C3的Dl与C4的D2相连，C4的Dl与Cl的Dl相连， C5的Dl与C2的D2和C3的D2相连，C6的D2与C5的D2相连，C6的Dl与C7的D2相连， C7的Dl与C3的Dl和C4的D2相连。第一射频线圈主体402的两个端点分别记为第一端Fl与第二端F2，其中，Fl连接 在Cl的D2和C2的Dl之间，F2连接在C5的D2和C6的D2之间。如图4和5所示，E2包括第二矩形电容网络501和第二射频线圈主体502。第二矩形电容网络501包括第三电容C3、第二电容C5、第三电容C6和第一电容 C7、第二电容C8、第三电容C9和第一电容C10。在第二矩形电容网络501中，C3的D2与C5 的Dl相连，C5的D2与C6的D2相连，C6的Dl与C7的D2相连，C7的Dl与C3的Dl和C4 的D2相连，C8的Dl与C5的D2和C6的D2相连，C9的D2与C8的D2相连，C9的Dl与ClO 的D2相连，ClO的Dl与C6的Dl和C7的D2相连。第二射频线圈主体502的Fl连接在C3的D2和C5的Dl及C2的D2之间，F2连 接在C8的D2和C9的D2之间。可见，在El和E2中，第一电容C4、C7和ClO串接，第二电容C2、C5和C8串接，第 三电容Cl连接在C4和CM的串接点与C2和C23的串接点之间，第三电容C3连接在C4和 C7的串接点与C2和C5的串接点之间，第三电容C6连接在C7和ClO的串接点与C5和C8 的串接点之间，第三电容C9连接在ClO和C13的串接点与C8和Cll的串接点之间。两个 串接的第一电容C4和C7、两个串接的第二电容C2和C5、及与这两个第一电容、这两个第二 电容相连接的三个第三电容C1、C3和C6连接构成第一矩形电容网络401。相邻的两个第一电容C7和C10、相邻的两个第二电容C5和C8及与该两第一电容、两第二电容相连的三个 第三电容C3、C6和C9连接构成第二矩形电容网络501。第一射频线圈主体402和第二射频 线圈主体502部分重合，重合区域的面积为Si。第一射频线圈主体402与第一矩形电容网 络401对应连接，第二射频线圈主体502与第二矩形电容网络501对应连接，其中，第一射 频线圈主体402的两端Fl和F2连接在第一矩形电容网络401上两外侧的第三电容Cl与 第二电容C2、第三电容C6与第二电容C5的连接点上，第二射频线圈主体502的两端Fl和 F2连接在第二矩形电容网络501上两外侧的第三电容C3与第二电容C5、第三电容C9与第 二电容C8的连接点上。至此，对El和E2之间的连接关系介绍完毕，对于其他每相邻的两个射频线圈单 元，例如，E2禾口 E3、E3禾口 E4、E4禾口 E5、E5禾口 E6、E6禾口 E7、E7禾口 E8、E8禾口 E1，与上述连接关 系相同。需要说明的是，在实际应用中，要求多通道射频线圈的八个射频线圈单元呈对称分 布，且每个射频线圈单元结构相同，因此，在进行去耦时，不同射频线圈单元对应位置上的 电容值相同，具体地说，C4 = C7 = ClO = C13 = C16 = C19 = a, C2 = C5 = C8 = Cll = C14 = C17 = b，Cl = C3 = C6 = C9 = C12 = C15 = C18 = c，其中 a、b 和 c 分别为第一电 容的电容值、第二电容的电容值和第三电容的电容值。基于上述多通道射频线圈，下面对本实用新型实施例中多通道射频线圈的去耦原 理进行介绍。第一，对于每相邻的两个射频线圈单元第i射频线圈单元和第i + Ι射频线圈单 元，例如El和E2，其射频线圈主体具有一重合区域，重合区域的面积为Si，可调节Sl的大 小对El和E2去耦，具体去耦过程可参照现有技术中的第一种方法。第二，对于每相隔一个射频线圈单元的两个射频线圈单元第j射频线圈单元和 第j+2射频线圈单元，其中，j为大于等于1且小于等于2N-2的正整数，例如El和E3，具 有一共用电容C6，可调节C6的电容值c对El和E3去耦。之所以调节共用电容C6的电容 值c可实现对El和E3去耦，是因为改变电容的容值，可以改变电容两端的电动势，从而改 变两个射频线圈主体中的电流的大小，进一步改变两个射频线圈主体分别产生的磁场的大 小，从而达到去耦的目的。第三，对于每相隔两个射频线圈单元的两个射频线圈单元第ρ射频线圈单元和 第P+3射频线圈单元，其中，P为大于等于1且小于等于2N-3的正整数，例如El和E4，其之 间具有电容网络601，电容网络601包括C6、C8、C9和C10，基于第二种情况所确定的电容 值c，调节C8的电容值b和ClO的电容值a的大小对El和E4去耦。第四，对于围绕圆柱形对称分布的每个相对位置的两个射频线圈单元第q射频 线圈单元和第q+N射频线圈单元，其中，q为大于等于1且小于等于N的正整数，例如El 和E5，其之间具有矩形电容网络701，矩形电容网络701包括C6、C8、C9、CIO、ClU C12和 C13，基于第二种情况所确定的电容值c，可调节C10、C13、C16的电容值a以及C8、C11、C14 的电容值b对El和E5去耦。需要说明的是，在实际应用中，应同时兼顾第三和第四种情况， 以确定a和b的值。另外，由于多通道射频线圈的八个射频线圈单元呈对称分布，且每个射频线圈单 元结构相同，每相邻两个射频线圈单元的连接关系相同，从理论上来说，第一，El和E2去耦 后所确定的重合区域的面积Sl可用于其他每相邻的两个射频线圈单元之间去耦，例如，E2
7和E3之间的重合区域的面积也为Sl ；第二，El和E3去耦后所确定的c的值可作为其他每 相隔一个射频线圈单元的两个射频线圈单元之间去稱，例如，El和E3的共用电容C6的电容 值c可作为E2和E4的共用电容C9的电容值，用于实现E2和E4之间去耦；第三，通过El 和E4、E1和E5所确定的电容值a、b可用于其他每相隔两个射频线圈单元的两个射频线圈 单元之间去耦，还可用于其他对称分布在圆柱上每个相对位置的两个射频线圈单元之间去 耦，例如，通过El和E4、E1和E5所确定的C10、C13、C16的电容值a可作为C13、C16和C19 的电容值，通过El和E4、E1和E5所确定的C8、C11、C14的电容值b可作为C11、C14和C17 的电容值，用于实现E2和E5之间去耦，还可用于E2和E6之间去耦。但是，在实际应用中，八个射频线圈单元在空间的位置可能和理想情况不同，因 此，E2和E3之间的重合区域的面积与通过El和E2所确定的重合区域的面积Sl相比可能 有误差，或者E2和E4之间共用电容ClO的电容值和通过El和E3所确定的微调后的第三电 容值之间可能存在误差。所以，在确定出Sl、a、b和c的值后，还可以对其他每相邻的两个 射频线圈单元、每相隔一个射频线圈单元的两个射频线圈单元、每相隔两个射频线圈单元 的两个射频线圈单元和对称分布在圆柱上每个相对位置的两个射频线圈单元之间相应位 置上的电容值或重合区域的面积进行微调，当所有每相邻的两个射频线圈单元、每相隔一 个射频线圈单元的两个射频线圈单元、每相隔两个射频线圈单元的两个射频线圈单元和围 绕圆柱形对称分布的每相对位置上的两个射频线圈单元之间的传输值都达到预设标准时， 视为该多通道射频线圈已实现绝对去耦。需要说明的是，每相邻的两个射频线圈单元、每相隔一个射频线圈单元的两个射 频线圈单元、每相隔两个射频线圈单元的两个射频线圈单元和对称分布在圆柱形上每相对 位置上的两个射频线圈单元这四者中，可仅对任一者或任二者或任三者实现去耦。例如，当 每相邻的两个射频线圈单元无耦合时，表明每相邻的两个射频线圈主体的重合区域的面积 S已满足要求，则无需微调每相邻的两个射频线圈主体的重合区域的面积S，仅对每相隔一 个射频线圈单元的两个射频线圈单元、每相隔两个射频线圈单元的两个射频线圈单元和 围绕圆柱形对称分布的每相对位置上的两个射频线圈单元这三者进行去耦即可。采用本实用新型所提供的多通道射频线圈及其去耦方法，若仅开启一个射频线圈 单元，而其他七个射频线圈单元被关闭，经实验可以得出，不同射频线圈单元所产生的交变 磁场彼此之间没有影响，因此实现了多通道射频线圈的去耦。由于实现了去耦，因此可显著 地提高信噪比。同时，采用本实用新型所提供的多通道射频线圈和去耦方法还可进一步地 提高图像的均勻度。当扫描对象为水模时，采用本实用新型所提供的多通道射频线圈及其 去耦方法，可以发现水模的图像关于几何轴心对称，而且亮度均勻。可见，基于上述多通道射频线圈，本实用新型所提供的多通道射频线圈包括围绕 圆柱形对称分布的2N个射频线圈单元，每个射频线圈单元由矩形电容网络和射频线圈主 体连接构成，当进行去耦时，通过微调每相邻的两个射频线圈单元中射频线圈主体的重合 区域的面积对所有相邻的两个射频线圈单元去耦，通过微调每相隔一个射频线圈单元的两 个射频线圈单元的共用第三电容的电容值对所有相隔一个射频线圈单元的两个射频线圈 单元去耦，通过微调每相隔两个射频线圈单元的两个射频线圈单元之间的电容网络中第一 电容的电容值和/或第二电容的电容值对所有相隔两个射频线圈单元的两个射频线圈单 元去耦，通过微调围绕圆柱形对称分布的每个相对位置上的两个射频线圈单元之间的矩形电容网络中第一电容的电容值和/或第二电容的电容值对所有对称分布的每个相对位置 的两个射频线圈单元去耦。因此，本实用新型能够实现绝对去耦。而且，去耦方法中使用了 品质因数比较高的电容，进一步提高多通道射频线圈的信噪比。 以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并非用于限定本实用新型的保护范 围。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换以及改进等，均应包含 在本实用新型的保护范围之内。
权利要求1.一种多通道射频线圈，其特征在于，包括2N个第一电容，串接环绕成第一环，其中N为正整数；2N个第二电容，串接环绕成第二环，其中，所述第一环位于所述第二环的上方，所述2N 个第一电容的串接点与所述2N个第二电容的串接点上下一一对应；2N个第三电容，分别连接在所述第一环上第一电容的各串接点与所述第二环上第二电 容各相应的串接点之间；2N个结构相同的射频线圈主体，按相邻的两个射频线圈主体部分重合的方式环绕成一 圆柱形；其中，每两个串接的第一电容、相应的两个串接的第二电容、以及与这两个第一电容和 这两个第二电容相连接的三个第三电容连接分别构成2N个结构相同的矩形电容网络；每 个矩形电容网络对应连接一个射频线圈主体，构成一个射频线圈单元；2N个所述射频线圈 单元围绕所述圆柱形对称分布。
2.根据权利要求1所述的多通道射频线圈，其特征在于，每一所述射频线圈主体两端 连接在对应的矩形电容网络中两个第二电容与外侧的两个第三电容的连接点上。
3.根据权利要求1或2所述的多通道射频线圈，其特征在于，相邻射频线圈主体部分重 合所形成的2N个重合区域具有相同的面积。
4.根据权利要求1或2所述的多通道射频线圈，其特征在于，所述的第三电容具有相同 的电容值。
5.根据权利要求1或2所述的多通道射频线圈，其特征在于，所述的第一电容具有相同 的电容值，所述的第二电容具有相同的电容值。
专利摘要本实用新型公开了一种多通道射频线圈，包括围绕圆柱形对称分布的2N个射频线圈单元，每个射频线圈单元由矩形电容网络和射频线圈主体连接构成。其中，2N个第一电容串接环绕成第一环；2N个第二电容串接环绕成第二环，第一环位于所述第二环的上方；2N个第一电容与2N个第二电容的串接点对应，2N个第三电容分别连接在第一环上第一电容的各串接点与第二环上第二电容相应的串接点之间；有2N个结构相同的射频线圈主体，按每相邻的两个射频线圈主体部分重合的方式环绕成圆柱形，形成2N个重合区域。采用本实用新型所述的多通道射频线圈，能够提高多通道射频线圈的信噪比。
文档编号G01R33/36GK201892739SQ201020273798
公开日2011年7月6日 申请日期2010年7月28日 优先权日2010年7月28日
发明者路雪莲, 邢峣 申请人:西门子迈迪特(深圳)磁共振有限公司
