專利名稱：磁共振成像系統(tǒng)的分離式線圈的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及磁共振成像系統(tǒng)，尤其涉及一種磁共振成像系統(tǒng)的分離式線圈。
背景技術(shù)：
在磁共振成像(MRI， Magnetic Resonance Imaging)系統(tǒng)中，由于應(yīng)用上的需求，有些線圈常常包括相互分離的兩部分，如頭線圈和膝蓋線圈，由于在臨床上通常有兩種應(yīng)用上的需求，即頭線圈的上、下部分一起使用或者下部分單獨(dú)使用，所以這些線圈通常包括相互分離的上、下兩部分。通常情況下，線圈相互分離的兩部分分別位于各自的線圈殼體中。
本發(fā)明中，為方便描述，將分離式線圈的兩部分(上、下兩部分或左、右兩部分或其它形狀的兩部分)分別稱為第一部分線圈和第二部分線圈，并相應(yīng)地將第一部分線圈所在的線圈殼體稱為第一部分殼體，將第二部分線圈所在的線圈殼體稱為第二部分殼體。圖la為現(xiàn)有技術(shù)中一種分離式線圈的結(jié)構(gòu)示意圖，如圖la所示，分離式線圈包括位于第一部分殼體11中的第一部分線圈12和位于第二部分殼體21中的第二部分線圈22。其中，第二部分線圈22通過設(shè)置在第二部分殼體21中的第二電纜23與用于接入成像系統(tǒng)的接頭24相連。圖la中，假設(shè)分離式線圈中的第一部分線圈12和第二部分線圈22分別包括三個(gè)線圈單元，且每個(gè)線圈單元對(duì)應(yīng)一根電纜。當(dāng)分離式線圈的第一部分線圈12和第二部分線圈22共同使用時(shí)，為了使第一部分線圈12的信號(hào)也能夠正確輸出，圖la中，在第一部分殼體ll中設(shè)置第一部分線圈12的第一電纜13，并將第一電纜13和用于接入成像系統(tǒng)的接頭14相連，其中，第一部分線圈12的三個(gè)線圈單元分別從第一部分殼體11中引出一根電纜13，引出的電纜13與接頭14相連，通過電纜13和接頭14將第一部分線圈12的信號(hào)輸出給成像系統(tǒng)進(jìn)行成像。該方法中，由于第一部分線圈12的電纜13和接頭14需要占用額外的空間，因此使用時(shí)很不方便。
圖lb為現(xiàn)有技術(shù)中又一種分離式線圈的結(jié)構(gòu)示意圖，圖lb中，將第一部分線圈12的電纜13和接頭14設(shè)在第二部分殼體21中，并將第一部分線圈12的信號(hào)通過金屬片連接至位于第二部分殼體21中的電纜13和接頭14上，如圖lb所示，金屬片實(shí)際上也分為上、下兩部分，金屬片第一部分15和金屬片第二部分25，其中，金屬片第一部分15位于第一部分殼體11中，并與第一部分線圈12相連，金屬片第二部分25位于第二部分殼體21中，并通
3過位于第二部分殼體21中的電纜13與接頭14相連，其中，與金屬片25相連的接頭24和與
第二部分線圈22相連的接頭24可以并排設(shè)置在一起，如圖lb中的接頭4。但該方法中，隨
著線圈使用時(shí)間的推移，金屬片表面會(huì)發(fā)生銹蝕或污染，從而造成電氣的接觸不良，此外，
當(dāng)單獨(dú)使用第二部分線圈22時(shí)，未封閉的金屬片第二部分25也會(huì)對(duì)病人造成一定的安全隱串

發(fā)明內(nèi)容
為了解決以上問題，本發(fā)明提供了一種可保證電氣連接的可靠性的磁共振成像系統(tǒng)的分離式線圈。
本發(fā)明所提供的磁共振成像系統(tǒng)的分離式線圈，包括位于第一部分殼體中的第一部分線圈和位于第二部分殼體中的第二部分線圈，所述第一部分線圈和第二部分線圈分別通過第一電纜和第二電纜與用于接入成像系統(tǒng)的接頭相連，
此外，該分離式線圈還包括耦合器，所述耦合器包括相互耦合的第一部分和第二部分，其中所述耦合器的第一部分設(shè)置在第一部分殼體中，并與所述第一部分線圈相連，所述耦合器的第二部分設(shè)置在第二部分殼體中，所述第一電纜設(shè)置在第二部分殼體中，所述耦合器的第二部分通過所述第一電纜與所述用于接入成像系統(tǒng)的接頭相連。
較佳地，所述第一部分線圈包括至少一個(gè)線圈單元，且每個(gè)線圈單元對(duì)應(yīng)一個(gè)耦合器。
較佳地，所述耦合器為電感耦合器。
較佳地，所述第一部分線圈的每個(gè)線圈單元與耦合器的等效電路包括線圈單元電感、用于調(diào)節(jié)線圈單元性能指標(biāo)的電容組件、耦合器相互耦合的兩部分電感、線圈單元的失諧回路以及放大器；
其中，所述電容組件的一側(cè)與所述線圈單元電感兩連，所述電容組件的另一側(cè)與耦合器相互耦合的第一部分電感相連，所述失諧回路的一側(cè)與耦合器相互耦合的第二部分電感相連，所述失諧回路的另一側(cè)與所述放大器相連，放大器的另一側(cè)用于與第一電纜相連。
其中，所述線圈單元鬼感、用于調(diào)節(jié)線圈單元性能指標(biāo)的電容組件和耦合器相互耦合的第一部分電感設(shè)置在第一部分殼體中，所述耦合器相互耦合的第二部分電感、失諧回路以及放大器設(shè)置在第二部分殼體中。
較佳地，所述耦合器相互耦合的第一部分和第二部分的形狀為蝴蝶狀。
較佳地，所述分離式線圈為頭線圈或膝蓋線圈。
從上述方案可以看出，本發(fā)明中，通過將用于輸出第一部分線圈信號(hào)的第一電纜設(shè)置在第二部分殼體中，并在第一部分殼體和第二部分殼體之中設(shè)置耦合器，將耦合器的第一部分與第一部分線圈相連，將耦合器的第二部分通過設(shè)置在第二部分殼體中的第一電纜和用于接入成像系統(tǒng)的接頭相連，使第一部分線圈的信號(hào)通過耦合器耦合連接至設(shè)置在第二部分殼體中的第一電纜和接頭上，避免了金屬連接帶來的電氣接觸不良和安全隱患。


下面將通過參照附圖詳細(xì)描述本發(fā)明的示例性實(shí)施例，使本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員更清楚本發(fā)明的上述及其他特征和優(yōu)點(diǎn)，附圖中
圖la和圖lb為現(xiàn)有技術(shù)中兩種分離式線圈的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本發(fā)明實(shí)施例中分離式線圈的結(jié)構(gòu)示意圖；圖3為本發(fā)明實(shí)施例中頭線圈的耦合器布置示意圖4a至圖4d為本發(fā)明實(shí)施例中線圈耦合器的參數(shù)設(shè)計(jì)流程圖。
具體實(shí)施例方式
為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下參照附圖并舉實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步詳細(xì)說明。
參見圖2，圖2為本發(fā)明實(shí)施例中分離式線圈的結(jié)構(gòu)示意圖。本發(fā)明實(shí)施例中，為了避免金屬連接帶來的電氣不良和安全隱患，可將第一部分線圈12的信號(hào)通過耦合器耦合連接至位于第二部分殼體21中的第一電纜13和用于接入系統(tǒng)的接頭4上。具體實(shí)現(xiàn)時(shí)，可將耦合器相互耦合的兩部分分別設(shè)置在第一部分殼體II和第二部分殼體21內(nèi)，為方便描述，可將耦合器相合耦合的兩部分分別稱為第一部分16和第二部分26，則耦合器的第一部分16可設(shè)置在第一部分殼體ll中，并與第一部分線圈12相連，耦合器的第二部分26設(shè)置在第二部分殼體21中，并通過設(shè)置在第二部分殼體21中的第一電纜13和用于接入成像系統(tǒng)的接頭4相連。這樣的話，當(dāng)線圈的兩部分一起使用時(shí)，第一部分線圈12的信號(hào)可通過耦合器傳輸?shù)轿挥诘诙糠謿んw21中的第一電纜13和接頭4，最后進(jìn)入系統(tǒng)中進(jìn)行成像，避免了兩部分間金屬連接帶來的電氣不良和安全隱患。
通常情況下，第一部分線圈12和第二部分線圈22分別包括至少一個(gè)線圈單元，則第一部分線圈12的一個(gè)線圈單元對(duì)應(yīng)一個(gè)耦合器。
其中，耦合器在放置時(shí)，可采用均勻放置，并且試驗(yàn)證明，為了有效減少耦合器與線圈單元之間的耦合效應(yīng)，可采用蝴蝶狀的耦合器，即耦合器的第一部分16和第二部分26的形狀均為蝴蝶狀。特別以頭線圈為例，假設(shè)頭線圈的第一部分線圈12包括三個(gè)線圈單元，則對(duì)于頭線圈的第一部分殼體11的仰視視角而言，可設(shè)置如圖3所示的均勻分布的三個(gè)蝴蝶狀的耦合器的第一部分16，同樣，對(duì)于頭線圈第二部分殼體21的俯視視角而言，同樣可得到與圖3所示均勻分布的三個(gè)蝴蝶狀的耦合器的第一部分16相對(duì)應(yīng)的均勻分布的三個(gè)蝴蝶狀的耦合器的第二部分26。其中， 一個(gè)線圈單元對(duì)應(yīng)一個(gè)耦合器。
本實(shí)施例中，耦合器可以是電感耦合器，也可以是電容耦合器等。以電感耦合器為例，為了使耦合器的參數(shù)滿足信噪比損耗需求，可預(yù)先確定耦合器的相關(guān)參數(shù)，包括耦合系數(shù)Km，等效阻抗Xm等，根據(jù)確定的耦合器的相關(guān)參數(shù)確定滿足信噪比損耗需求的耦合器。
圖4a至圖4d為本發(fā)明實(shí)施例中線圈耦合器的參數(shù)設(shè)計(jì)流程圖。如圖4a所示，圖4a為本發(fā)明實(shí)施例中帶電感耦合器的第一部分線圈一個(gè)線圈單元的電路示意圖。其中，每個(gè)線圈單元與耦合器的等效電路包括線圈單元電感、用于調(diào)節(jié)線圈單元性能指標(biāo)的電容組件、耦合器相互耦合的兩部分電感、線圈單元的失諧回路以及放大器。其中，電容組件的一側(cè)與線圈單元電感兩連，另一側(cè)與耦合器相互耦合的一部分電感相連；失諧回路的一側(cè)與耦合器相互耦合的另一部分電感相連，另一側(cè)與放大器相連，放大器的另一側(cè)用于與第一電纜13相連。
圖4a中，電感L1為線圈單元電感；兩個(gè)電容Cll、 一個(gè)電容C12、兩個(gè)電容C22為工字形的電容組件，其中，兩個(gè)電容C1I用于調(diào)試線圈單元的頻率，電容C12用于調(diào)試線圈單元的匹配，兩個(gè)電容C22用于調(diào)試線圈單元的相位；電感L2、 L3為耦合器相互耦合的兩部分電感，電容C3、電感L4和二極管D1為所述線圈單元的失諧回路；失諧回路后面的放大器(Amp)用于對(duì)信號(hào)進(jìn)行預(yù)放大處理，放大后的信號(hào)通過電纜13輸出。
其中，各元件的連接關(guān)系為電容C12的一端與一個(gè)電容C11的一端、 一個(gè)電容C22的一端相連，電容C12的另一端與另一個(gè)電容C11的一端、另一個(gè)電容C22的一端相連，兩個(gè)電容C11的另一端分別與電感L1的兩端相連，兩個(gè)電容C22的另一端分別與電感L2的兩端相連；電感L2和電感L3耦合連接；電感L3的一端與電容C3的一端、電感L4的一端相連，電感L3的另一端與電容C3的另一端、二級(jí)管D1的一端、放大器的一個(gè)輸入端、以及地相連，電感L4的另一端與二級(jí)管D1的另一端、放大器的一個(gè)輸入端相連。
圖4a中，L2及其左邊部分的電路設(shè)置在第一部分殼體ll中，L3及其右邊部分的電路設(shè)置在第二部分殼體21中。
基于圖4a所示的電路圖，為了便于運(yùn)算，可將圖4a所示電路圖等效為圖4b所示電路圖，其中，將病人的阻抗Rp考慮進(jìn)來，并且將電感L1等效為純電感L1和阻抗RL1;將由兩個(gè)Cll、兩個(gè)C22和一個(gè)C12組成的工字形電路等效為由一個(gè)C1、 一個(gè)C2和一個(gè)C12組成的T字形電路；將電感L2等效為純電感L2和阻抗R2，電感L3等效為純電感L3和阻抗R3，并且將圖4a所示電感L2、 L3組成的耦合器等效為圖4b所示的T字形的耦合器，其中，T字形的耦合器中的Lm為耦合器因?yàn)轳詈隙a(chǎn)生的等效電感；此外，將電感L4等效為純電感L4和阻抗R4。
進(jìn)一步地，為了方便計(jì)算，可對(duì)圖4b進(jìn)行簡化，并得到如圖4c所示簡化后的電路圖，其中JX1為電感L1的感抗；-JXl為電容Cl的容抗；兩個(gè)感抗JX12和容抗-JX12組成的90度的T型移相器；-JX12為電容C2的容抗；JX2為電感L2的感抗；兩個(gè)容抗-JXm和感抗JXm組成的-90度的T型移相器；JX3為電感L3的感抗，JX3也為電感L4的感抗，-JX3為電容C3的容抗，且兩個(gè)JX3和-JX3組成90度的T型移相器。
進(jìn)一步地，將圖4c所示電路圖中絕對(duì)值相同的正負(fù)項(xiàng)相互抵消后，得到簡化后的圖4d所示的電路圖，圖4d中，Rl代表RLl和Rp之和；X12代表兩個(gè)感抗JX12和容抗-JX12組成的90度的T型移相器；Xm代表兩個(gè)容抗-JXm和感抗JXm組成的-90度的T型移相器；X3代表兩個(gè)JX3和-JX3組成90度的T型移相器。其中，圖4b至圖4d中的R2、 R3和R4均相同。通過對(duì)上述圖4a至圖4d所示電路圖的分析及計(jì)算，可得到如下公式
為電感L3的感抗，R3為電感L3的阻抗，R4為電感L4的阻抗，Km為耦合器的耦合系數(shù)，通過計(jì)算上式，可得到Km的取值。
之后，根據(jù)Km的取值及Km與耦合等效電感Lm的關(guān)系式Lm^Km.7i^0，確定出耦
合器的耦合等效電感Lm的取值，其中，L2、 L3分別為構(gòu)成耦合器的兩個(gè)電感的電感值。
根據(jù)Lm的取值及線圈的工作頻率"，計(jì)算得到耦合器的等效阻抗Xm，即Xm = Lm.co 。從而最終確定出耦合器兩部分的電感參數(shù)。<
在確定出上述參數(shù)后，為了保障能夠滿足應(yīng)用需求，可進(jìn)一步根據(jù)Xm的取值，對(duì)第一部分線圈一個(gè)線圈單元的由兩個(gè)感抗JX12和容抗-JX12組成的90度的T型移相器的等效阻抗進(jìn)行調(diào)整，如下式所示
V MR3 R3 X32
通過計(jì)算可得到X12的取值。
以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并非用于限定本發(fā)明的保護(hù)范圍。凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換以及改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
其中，
為預(yù)設(shè)的信噪比損耗閾值，JX2為電感L2的感抗，R2為電感L2的阻抗，JX3
權(quán)利要求
1. 一種磁共振成像系統(tǒng)的分離式線圈，包括位于第一部分殼體(11)中的第一部分線圈(12)和位于第二部分殼體(21)中的第二部分線圈(22)，所述第一部分線圈(12)和第二部分線圈(22)分別通過第一電纜(13)和第二電纜(23)與用于接入成像系統(tǒng)的接頭(4)相連，其特征在于，該分離式線圈還包括耦合器，所述耦合器包括相互耦合的第一部分(16)和第二部分(26)，其中所述耦合器的第一部分(16)設(shè)置在第一部分殼體(11)中，并與所述第一部分線圈(12)相連，所述耦合器的第二部分(26)設(shè)置在第二部分殼體(21)中，所述第一電纜(13)設(shè)置在第二部分殼體(21)中，所述耦合器的第二部分(26)通過所述第一電纜(13)與所述用于接入成像系統(tǒng)的接頭(4)相連。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的分離式線圈，其特征在于，所述第一部分線圈(12)包括至 少一個(gè)線圈單元，且每個(gè)線圈單元對(duì)應(yīng)一個(gè)耦合器。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的分離式線圈，其特征在于，所述耦合器為電感耦合器。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的分離式線圈，其特征在于，所述第一部分線圈的每個(gè)線圈單 元與耦合器的等效電路包括線圈單元電感、用于調(diào)節(jié)線圈單元性能指標(biāo)的電容組件、耦合 器相互耦合的兩部分電感、線圈單元的失諧回路以及放大器；其中，所述電容組件的一側(cè)與所述線圈單元電感兩連，所述電容組件的另一側(cè)與耦合器 相互耦合的第一部分電感相連，所述失諧回路的一側(cè)與耦合器相互耦合的第二部分電感相考， 所述失諧回路的另一側(cè)與所述放大器相連，放大器的另一側(cè)用于與第一電纜相連。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的分離式線圈，其特征在于，所述線圈單元電感、用于調(diào)節(jié)線 圈單元性能指標(biāo)的電容組件和耦合器相互耦合的第一部分電感設(shè)置在第一部分殼體(11)中， 所述耦合器相互耦合的第二部分電感、失諧回路以及放大器設(shè)置在第二部分殼體(21)中。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的分離式線圈，其特征在于，所述耦合器相互耦合的第一部分 (16)和第二部分(26)的形狀為蝴蝶狀。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的分離式線圈，其特征在于，所述分離式線圈為頭線圈或膝蓋線圈。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種磁共振成像系統(tǒng)的分離式線圈，包括位于第一部分殼體中的第一部分線圈和位于第二部分殼體中的第二部分線圈，所述第一部分線圈和第二部分線圈分別通過第一電纜和第二電纜與用于接入成像系統(tǒng)的接頭相連；此外，該線圈還包括耦合器，所述耦合器包括相互耦合的第一部分和第二部分，其中所述耦合器的第一部分設(shè)置在第一部分殼體中，并與第一部分線圈相連，耦合器的第二部分設(shè)置在第二部分殼體中，所述第一電纜設(shè)置在第二部分殼體中，所述耦合器的第二部分通過所述第一電纜與所述用于接入成像系統(tǒng)的接頭相連。本發(fā)明所公開的分離式線圈，通過耦合器將第一部分線圈中的信號(hào)耦合連接至電纜及接頭上，因此能夠保證電氣連接的可靠性。
文檔編號(hào)G01R33/34GK101498771SQ20081000520
公開日2009年8月5日 申請日期2008年1月29日 優(yōu)先權(quán)日2008年1月29日
發(fā)明者李建中, 陳燕紅 申請人:西門子(中國)有限公司