專利名稱：用于磁共振裝置的高頻天線的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于磁共振裝置的高頻天線，其帶有一基本部件，-其中，該基本部件具有兩個(gè)端環(huán)和多個(gè)天線桿；-其中，該兩端環(huán)與天線軸同軸設(shè)置，且彼此軸向隔開；-其中，這些天線桿圍繞該天線軸布置，且將兩端環(huán)彼此連接。
背景技術(shù)：
這種高頻天線通常已公知為鳥籠式諧振器。其中，在端環(huán)和/或天線桿中設(shè)置電容器。對(duì)該高頻天線這樣進(jìn)行調(diào)諧，使得其在高頻天線的一個(gè)預(yù)定的或可預(yù)定的工作頻率下構(gòu)成一個(gè)共振振蕩回路。
在日本專利申請(qǐng)公開說(shuō)明書JP平01-075951A的英文摘要和歐洲專利申請(qǐng)公開說(shuō)明書EP1085337A中已公開了這種高頻天線。在這篇日本文獻(xiàn)中，天線桿通過(guò)其他位于端環(huán)平面內(nèi)的天線桿短接在端環(huán)上，以使這一側(cè)天線的靈敏度特性是均勻的。在這篇?dú)W洲專利文獻(xiàn)中，為調(diào)節(jié)天線頻率，該高頻天線具有一個(gè)帶一調(diào)諧電容(Stimmkondensator)的可移動(dòng)線匝，該線匝圍繞天線桿設(shè)置，且感應(yīng)地耦合在端環(huán)上。
通過(guò)高頻天線發(fā)射的磁場(chǎng)將檢查對(duì)象(經(jīng)常是一個(gè)人)的核自旋激勵(lì)成共振。然后對(duì)此共振進(jìn)行測(cè)量，并作數(shù)據(jù)分析。在此，對(duì)該共振信號(hào)的測(cè)取必要時(shí)可由同一天線來(lái)完成。
高頻天線可以選擇性地設(shè)計(jì)成整體線圈(Ganzkrperspule)，或者用于對(duì)一個(gè)人的頭部或四肢進(jìn)行檢查的本地線圈(Lokalspule)。采用本地線圈是為了在成像時(shí)得到比使用全天線或全身天線好得多的信噪比。
為使信噪比最佳，對(duì)不同身體部位的高頻天線在幾何形狀以及發(fā)送和接收特性上進(jìn)行優(yōu)化。應(yīng)當(dāng)使其在幾何形狀上與患者的人體結(jié)構(gòu)盡可能好地相匹配。此外，力求使線圈具有盡可能高的占空系數(shù)(Fuellfaktor)。
至于發(fā)送和接收特性的優(yōu)化，在現(xiàn)有技術(shù)的本地線圈中始終要求折衷。對(duì)于一個(gè)優(yōu)化的成像來(lái)說(shuō)，需要一個(gè)向后收縮的高頻天線(所謂的桶形)。但這種高頻天線具有不可改變的一側(cè)封閉的缺點(diǎn)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題在于，提供一種可方便達(dá)到高占空率(Fuellgrad)的高頻天線。
對(duì)于本說(shuō)明書開始部分所提到的這一類高頻天線來(lái)說(shuō)，上述技術(shù)問(wèn)題是這樣解決的該高頻天線具有一個(gè)高頻磁鏡，該高頻磁鏡與兩端環(huán)和天線桿電隔開，但以感應(yīng)方式與它們相耦合，從而使由高頻天線發(fā)送的磁共振激勵(lì)信號(hào)和/或由高頻天線接收的磁共振信號(hào)在軸向一側(cè)被界定。
這樣一來(lái)，實(shí)現(xiàn)該高頻磁鏡的位置變化是可能的。
在不同的應(yīng)用中，例如在立體定位應(yīng)用(Stereotaxie)中，檢查步驟與治療步驟交替進(jìn)行。在這種情況下封閉的線圈形式是不可能的，因?yàn)樵谶@時(shí)不可能在放置線圈情況下接近患者。
如果將高頻磁鏡機(jī)械可拆卸地與基本部件相連接，則可交替地使該高頻天線達(dá)到幾乎最佳的成像或可自由接近患者。
于是，在高頻磁鏡與基本部件相連接時(shí)，該高頻天線具有一個(gè)幾乎達(dá)到最佳桶形特性的發(fā)送和接收特性。與此相反，在去掉高頻磁鏡時(shí)，保持可接近患者。
如果高頻磁鏡在多個(gè)軸向位置可與基本部件連接，則可通過(guò)較高的線圈利用率得到更進(jìn)一步的優(yōu)化。
如果高頻磁鏡以軸向可移動(dòng)方式與基本部件連接，則甚至可以實(shí)現(xiàn)無(wú)級(jí)調(diào)節(jié)。
如果天線桿平行于天線軸延伸，則高頻磁鏡與天線桿的距離與其軸向位置無(wú)關(guān)。
在本發(fā)明的高頻天線中天線桿的數(shù)量典型地介于四個(gè)和十六個(gè)之間。多半還是偶數(shù)。
高頻磁鏡在最簡(jiǎn)單的情況下設(shè)計(jì)成與天線軸相垂直的金屬板或金屬層。如果高頻磁鏡設(shè)計(jì)成與天線軸相垂直的線路(Leiterbahn)系統(tǒng)、其中的線路同軸地環(huán)繞天線軸延伸且彼此間電隔開，則產(chǎn)生很小的低頻渦流。
如果在上面最后所述的情況中，使所述線路自身電斷開，且通過(guò)電容器橋接、和/或使所述線路兩兩之間由電容器橋接，則盡管這些線路對(duì)高頻短路，但低頻渦流仍然減少了。
在最佳的情況下，該高頻磁鏡設(shè)計(jì)成螺旋狀環(huán)繞天線軸的線路。此外，在這種結(jié)構(gòu)中，該線路徑向與電容器橋接。
出于機(jī)械穩(wěn)定性考慮，該高頻磁鏡通常設(shè)置在一個(gè)不導(dǎo)電的載體上。該載體例如可以為印刷線路板。
優(yōu)選將本發(fā)明的高頻天線設(shè)計(jì)成頭部線圈(Kopfspule)。在這種情況下，該高頻天線具有一個(gè)基本為圓柱形的檢查空間，該檢查空間直徑為18cm到30cm、長(zhǎng)度為18cm到30cm。但是它也可以設(shè)計(jì)成一個(gè)直徑為50cm到80cm、長(zhǎng)度為30cm到150cm的整體線圈。


下面結(jié)合附圖和對(duì)一個(gè)實(shí)施方式所作的描述對(duì)本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)和細(xì)節(jié)作進(jìn)一步說(shuō)明圖1為一個(gè)磁共振裝置的原理示意圖；圖2為一個(gè)帶有一高頻磁鏡的高頻天線的透視圖；圖3為不帶有高頻磁鏡的、圖2所示高頻天線的側(cè)視圖；圖4-圖6示出各種高頻磁鏡。
具體實(shí)施例方式
按照?qǐng)D1，磁共振裝置具有一個(gè)檢查室1。借助一患者臥塌2可將一個(gè)人或患者3(通常為檢查對(duì)象3)送入到該檢查室1中。
檢查室1由各種磁鐵和磁系統(tǒng)包圍。這里首先是基本磁鐵4。該基本磁鐵4用于產(chǎn)生一個(gè)均勻的基本磁場(chǎng)。此外，設(shè)有一個(gè)梯度磁鐵系統(tǒng)5。借助此梯度磁鐵系統(tǒng)5形成為產(chǎn)生有意義的可分析的磁共振信號(hào)所要求的梯度磁場(chǎng)。該磁系統(tǒng)還有一個(gè)整體線圈6。該整體線圈6設(shè)計(jì)成高頻天線6。它在作為發(fā)射天線工作時(shí)用來(lái)激勵(lì)檢查對(duì)象3中的磁共振信號(hào)，在作為接收天線工作時(shí)用來(lái)接收先前激勵(lì)的檢查對(duì)象3的磁共振信號(hào)。
在檢查室1的內(nèi)部通常還至少可安裝一個(gè)本地線圈7。它同樣設(shè)計(jì)成高頻天線7。通常它用來(lái)局部接收先前由整體線圈6激勵(lì)的磁共振信號(hào)。但是，該本地線圈7在個(gè)別情況下也可以象整體線圈6那樣作為發(fā)送天線運(yùn)行。
該基本磁鐵4、該梯度磁鐵系統(tǒng)5和線圈6、7接著還被一個(gè)屏蔽磁鐵8包圍。
該梯度磁鐵系統(tǒng)5和線圈6、7與一個(gè)控制和數(shù)據(jù)分析單元9相連接。該控制和數(shù)據(jù)分析單元9以公知的方式起到合適地控制梯度磁鐵系統(tǒng)5和線圈6、7的作用，以激勵(lì)、接收和分析磁共振信號(hào)。
按照?qǐng)D2，該當(dāng)?shù)馗哳l天線7具有多個(gè)天線桿10以及兩端環(huán)11。在此，按照?qǐng)D2，這些天線桿10設(shè)計(jì)成一個(gè)寬度為2至7cm和厚度為15至100μm的扁平導(dǎo)體。它們通常被制作成印刷電路板上的線路。
此外，在這些天線桿10和/或兩端環(huán)11上設(shè)置有電容器C，借助這些電容器可將該高頻天線7調(diào)諧到確定的工作頻率。按照?qǐng)D2，這些電容器C設(shè)置在天線桿10中。這也在本發(fā)明的范圍內(nèi)，然而是次要的。
兩端環(huán)11與天線軸12同軸設(shè)置。顯然它們相對(duì)于天線軸12在軸向彼此隔開。
這些天線桿10平行于天線軸12延伸。它們均勻地環(huán)繞天線軸12分布設(shè)置。它們將兩端環(huán)11彼此連接。
此外，按照?qǐng)D2，該高頻天線7具有一個(gè)高頻磁鏡13。該高頻磁鏡13可以如圖2中的雙箭頭所示那樣，相對(duì)于由端環(huán)11和天線桿10組成的基本部件、平行于天線軸12連續(xù)地(即無(wú)級(jí)地)作軸向移動(dòng)。在每一個(gè)軸向位置，該高頻磁鏡13可與基本部件機(jī)械連接。
借助該高頻磁鏡13，將通常由高頻天線7釋放出的高頻場(chǎng)再次相位正確地返回到高頻天線7中。由此，該本地線圈7的發(fā)送特性和接收特性明顯均勻化了。因此，由高頻天線7發(fā)出的磁共振激勵(lì)信號(hào)和由高頻天線7接收的磁共振信號(hào)也可借助于該高頻磁鏡13在軸向一側(cè)被界定。
但是該高頻磁鏡13不僅可以相對(duì)于基本部件軸向移動(dòng)，甚至還可與此基本部件以機(jī)械方式拆開。它還可被取走，從而在取出高頻磁鏡13時(shí)保持能到達(dá)該線圈內(nèi)部。
按照?qǐng)D2，該高頻天線7具有四個(gè)天線桿10。天線桿10的數(shù)量是偶數(shù)。但是，高頻天線7的天線桿10還可以多于四個(gè)。然而在一個(gè)本地線圈7中該天線桿的數(shù)量不會(huì)多于十六個(gè)。優(yōu)選為四個(gè)、八個(gè)或十二個(gè)。
按照?qǐng)D2和圖3，該高頻天線7(圖3中帶有八個(gè)天線桿10)具有一個(gè)基本為圓柱形的檢查空間V，其長(zhǎng)度為l，直徑為d。根據(jù)該本地線圈7的用途，其典型長(zhǎng)度為l，典型直徑為d。
當(dāng)將本地線圈7設(shè)計(jì)成頭部線圈時(shí)，長(zhǎng)度l和直徑d處于相同數(shù)量級(jí)。典型的長(zhǎng)度值為l＝18-30cm，直徑為d＝18-30cm。甚至大多數(shù)情況下長(zhǎng)度l和直徑d相等。
與此相反，在一個(gè)整體線圈中直徑d明顯較大。例如其典型具有的直徑d為50-80cm，長(zhǎng)度l為30-150cm。
按照?qǐng)D4，將高頻磁鏡13設(shè)計(jì)成垂直于天線軸12方向延伸的金屬板或金屬層。它設(shè)置在一用作該高頻磁鏡13不導(dǎo)電載體15的印刷線路板15上。該載體15突出超過(guò)該高頻磁鏡13。因此該高頻磁鏡13僅僅感應(yīng)地耦合在端環(huán)11和天線桿10上，并與它們電隔開。圖4所示高頻磁鏡13安裝方便，但還具有相對(duì)高的低頻渦流。
圖5所示高頻磁鏡13也設(shè)置在一個(gè)作為不導(dǎo)電載體15的印刷線路板15上。但圖5的高頻磁鏡13設(shè)計(jì)成線路16系統(tǒng)。該線路16系統(tǒng)與天線軸12相垂直。這些線路16與天線軸12同軸設(shè)置。這些線路彼此電隔開?？煽吹竭@些線路16自身也是電斷開的，且在斷開處由電容器17橋接。此外，這些線路兩兩之間由電容器18橋接。圖5所示實(shí)施方式已起到了相當(dāng)好地抑制低頻渦流的作用。
圖6所示實(shí)施方式達(dá)到了最佳抑制方案。在此實(shí)施方式中該高頻磁鏡13也設(shè)置在印刷線路板15上。按照?qǐng)D6，該高頻磁鏡13設(shè)計(jì)成單一的、圍繞天線軸12成螺旋狀延伸的線路19。該線路19的各匝間在徑向由電容器20橋接。
該高頻磁鏡13和該載體15構(gòu)成一附加部件。為移動(dòng)和/或拆去高頻磁鏡13，將該附加部件作為整體相對(duì)于基本部件移動(dòng)和/或從該基本部件上拆下即可。對(duì)該附加部件可能的拆卸并不是必須的。此外，無(wú)論是移動(dòng)還是拆去，無(wú)需工具就可以完成。于是，該高頻磁鏡13或該附加部件也不需要拆除基本部件就可相對(duì)于基本部件移動(dòng)或可從該基本部件上拆下。
由于該高頻磁鏡13的可拆卸性，本發(fā)明的高頻天線7可以選擇帶高頻磁鏡13或不帶高頻磁鏡13的方式運(yùn)行。從而該高頻天線7既可以用于要求高圖像質(zhì)量的應(yīng)用情況，也可用于檢查空間V可自由進(jìn)入的應(yīng)用情況。
權(quán)利要求
1.一種用于磁共振裝置的高頻天線，其包括一個(gè)基本部件(10+11)和一個(gè)高頻磁鏡(13)，-其中，該基本部件(10+11)具有兩個(gè)端環(huán)(11)和多個(gè)天線桿(10)；-其中，該兩端環(huán)(11)與天線軸(12)同軸設(shè)置，且彼此軸向隔開；-其中，這些天線桿(10)圍繞天線軸(12)設(shè)置，且將兩端環(huán)(11)彼此連接；-其中，該高頻磁鏡(13)與兩端環(huán)(11)和這些天線桿(10)電隔開，但以感應(yīng)方式與它們相耦合，從而使得由高頻天線發(fā)送的磁共振激勵(lì)信號(hào)和/或由高頻天線接收的磁共振信號(hào)在軸向一側(cè)被界定。
2.按照權(quán)利要求1所述的高頻天線，其特征在于所述高頻磁鏡(13)以機(jī)械可拆卸方式與所述基本部件(10+11)相連接。
3.按照權(quán)利要求1或2所述的高頻天線，其特征在于所述高頻磁鏡(13)可在多個(gè)軸向位置與所述基本部件(10+11)相連接。
4.按照權(quán)利要求3所述的高頻天線，其特征在于所述高頻磁鏡(13)以軸向可移動(dòng)方式與所述基本部件(10+11)相連接。
5.按照上述權(quán)利要求1至4中任一項(xiàng)所述的高頻天線，其特征在于所述天線桿(10)平行于天線軸(12)延伸。
6.按照上述權(quán)利要求1至5中任一項(xiàng)所述的高頻天線，其特征在于所述天線桿(10)的數(shù)量為四個(gè)到十六個(gè)之間。
7.按照上述權(quán)利要求1至6中任一項(xiàng)所述的高頻天線，其特征在于所述天線桿(10)的數(shù)量為偶數(shù)。
8.按照上述權(quán)利要求1至7中任一項(xiàng)所述的高頻天線，其特征在于所述高頻磁鏡(13)設(shè)計(jì)成與天線軸(12)相垂直的金屬板(13)或金屬層。
9.按照上述權(quán)利要求1至7中任一項(xiàng)所述的高頻天線，其特征在于所述高頻磁鏡(13)設(shè)計(jì)成與天線軸(12)相垂直的線路(16)系統(tǒng)，其中的線路(16)同軸地環(huán)繞天線軸(12)延伸、且彼此間電隔開。
10.按照權(quán)利要求9所述的高頻天線，其特征在于所述線路(16)自身電斷開，且通過(guò)電容器(17)橋接。
11.按照權(quán)利要求9或10所述的高頻天線，其特征在于所述線路(16)兩兩之間由電容器(18)橋接。
12.按照上述權(quán)利要求1至7中任一項(xiàng)所述的高頻天線，其特征在于所述高頻磁鏡(13)設(shè)計(jì)成螺旋狀環(huán)繞天線軸(12)的線路(19)。
13.按照權(quán)利要求12所述的高頻天線，其特征在于所述線路(19)徑向由電容器(20)橋接。
14.按照上述權(quán)利要求1至13中任一項(xiàng)所述的高頻天線，其特征在于所述高頻磁鏡(13)設(shè)置在一不導(dǎo)電的載體(15)上。
15.按照權(quán)利要求14所述的高頻天線，其特征在于所述不導(dǎo)電的載體(15)為印刷電路板(15)。
16.按照上述權(quán)利要求1至15中任一項(xiàng)所述的高頻天線，其特征在于所述高頻天線(13)具有一個(gè)基本為圓柱形的檢查空間(V)，該檢查空間的直徑(d)為50cm到80cm、長(zhǎng)度(l)為30cm到150cm，或者直徑(d)為18cm到30cm、長(zhǎng)度(l)為18cm到30cm。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種用于磁共振裝置的高頻天線，該高頻天線包括一個(gè)基本部件(10+11)和一個(gè)高頻磁鏡(13)，該基本部件(10+11)具有兩個(gè)端環(huán)(11)和多個(gè)天線桿(10)。該兩端環(huán)(11)與天線軸(12)同軸設(shè)置，且彼此軸向隔開。這些天線桿(10)圍繞天線軸(12)設(shè)置，且連接兩端環(huán)(11)。該高頻磁鏡(13)以感應(yīng)方式與兩端環(huán)(11)和這些天線桿(10)相耦合。該高頻磁鏡在軸向一側(cè)界定了由高頻天線發(fā)送的磁共振激勵(lì)信號(hào)和/或由高頻天線接收的磁共振信號(hào)。
文檔編號(hào)A61B5/055GK1445558SQ03119999
公開日2003年10月1日 申請(qǐng)日期2003年3月17日 優(yōu)先權(quán)日2002年3月15日
發(fā)明者赫爾穆特·格雷姆 申請(qǐng)人:西門子公司