專利名稱：局部線圈及構(gòu)造方法、磁共振儀及測量磁共振信號(hào)的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種有磁共振天線組用于磁共振儀的局部線圈，磁共振天線組包括多個(gè)布置在平行的相鄰排內(nèi)的天線線匝。此外本發(fā)明還涉及一種有這種局部線圈的磁共振儀、一種局部線圈的構(gòu)造方法以及一種磁共振信號(hào)的測量方法。
背景技術(shù)：
在磁共振檢查病人某些器官或身體部分時(shí)，為了接收磁共振信號(hào)(MR信號(hào))和必要時(shí)也為了發(fā)送激勵(lì)核自旋必要的高頻信號(hào)，使用所謂的表面天線。檢查時(shí)這些表面天線安放在離要檢查的器官或身體部分比較近的地方，優(yōu)選地直接放在病人身體表面上。 因?yàn)樗鼈儼卜旁谒P(guān)心的區(qū)域附近，這些表面天線與遠(yuǎn)離病人設(shè)置的天線相比其優(yōu)點(diǎn)是， 它們有較大的填充系數(shù)。由此使有效信號(hào)較少衰減，并減小由于在病人身體內(nèi)部的電損失引起的噪聲份額，因此與遠(yuǎn)距離設(shè)置的天線相比，從根本上改善所謂的信噪比(SNR ； Signal-to-Noise-Ratio)。但缺點(diǎn)是，單個(gè)表面天線只能在規(guī)定的、處于此表面天線線匝直徑數(shù)量級(jí)的空間尺寸內(nèi)產(chǎn)生有效的圖像。因此，由于一個(gè)個(gè)這種表面天線受限制的觀察范圍，因而其使用可能性非常有限。盡管觀察范圍可以通過加大表面天線線匝的直徑擴(kuò)展。但隨著線匝的增大，病人體內(nèi)的電損失也同時(shí)加大，隨之而來的是更大的噪聲。因此在使用單個(gè)表面天線時(shí)，始終必須在一方面盡可能高的分辨率與另一方面盡可能大的觀察區(qū)之間選擇一種折中方案。一種增大觀察范圍并與此同時(shí)不以相同的程度降低分辨率的可能性在于，使用有一個(gè)磁共振天線組的所謂局部線圈，磁共振天線組包括多個(gè)布置在相鄰排內(nèi)可以逐個(gè)工作的天線線匝。天線組的各個(gè)天線線匝大多設(shè)計(jì)為其內(nèi)部設(shè)有縮短電容器的簡單線匝。但也可以涉及其他類型例如有許多圈的線匝，涉及所謂的Butterfly線匝或涉及鞍形線圈。通常一個(gè)這種局部線圈除天線組外還有一個(gè)或多個(gè)前置放大器、從局部線圈外殼通往接插件借助它局部線圈可以與磁共振設(shè)備接收系統(tǒng)連接的電纜、以及必要時(shí)在局部線圈外殼內(nèi)部或在電纜上的其他電子器件，例如表面波阻斷器等。在一個(gè)這種局部線圈內(nèi)部各個(gè)天線元件準(zhǔn)確的幾何形狀，相應(yīng)地針對(duì)應(yīng)用寬度， 亦即針對(duì)局部線圈應(yīng)使用于何種目的、針對(duì)圖像質(zhì)量，尤其SNR，和為了通過使用圖像平行發(fā)送法有可能縮短測量時(shí)間。在這里不僅整個(gè)局部線圈，亦即全套天線組的尺寸，而且各個(gè)天線線匝的幾何設(shè)計(jì)及它們的相互位置，都起決定性的作用。局部線圈的總尺寸是重要的， 因?yàn)樗钦彰鞯年P(guān)鍵參數(shù)。若應(yīng)當(dāng)用一個(gè)局部線圈完全照明例如一個(gè)肝臟，則此局部線圈必須相應(yīng)地沿ζ方向(平行于病人隧道的軸線)和沿χ方向(在設(shè)備坐標(biāo)系內(nèi)第二個(gè)垂直于ζ方向的水平方向)確定尺寸。各個(gè)天線線匝的尺寸是重要的，因?yàn)榕c大的天線線匝相比，較小的天線線匝在其附近SNR的提升更強(qiáng)烈。天線線匝的數(shù)量對(duì)于圖像平行發(fā)送法有決定性作用，因?yàn)檫@種方法以各天線線匝剖面可利用的空間局限性為基礎(chǔ)。也就是說，在這種方法中各天線線匝同時(shí)提供可以在圖像平行發(fā)送法中利用的固有位置編碼。在圖像平行發(fā)送法中加速度通過省略相位編碼步驟實(shí)現(xiàn)。為了盡管如此仍能由所謂的“欠掃描”的 k_空間生成圖像，局部線圈沿相位編碼方向必須有多個(gè)天線線匝。局部線圈沿相位編碼方向的天線線匝越多，可以實(shí)現(xiàn)越高的加速度系數(shù)以及測量時(shí)間越短。然而在使用這種天線組時(shí)存在的問題是，在一個(gè)天線線匝內(nèi)的高頻電流可以在一個(gè)相鄰的天線線匝內(nèi)感應(yīng)電壓。這通常稱為天線線匝的電感耦合。電感耦合導(dǎo)致在相鄰天線線匝之一中產(chǎn)生的信號(hào)，也自動(dòng)引起相鄰天線線匝內(nèi)的一個(gè)信號(hào)分量。因此電感耦合惡化信噪比。此外，在對(duì)耦合的天線線匝信號(hào)評(píng)估時(shí)的化費(fèi)也大于未耦合的天線線匝。因此應(yīng)盡可能避免天線線匝的電感耦合。相鄰天線線匝去耦的可能性在于，使相鄰天線線匝重疊一個(gè)規(guī)定的尺寸，使得相鄰天線線匝之間的電感耦合在總體上最小。當(dāng)涉及在一排或一行天線組內(nèi)部處于直接并列位置的天線線匝時(shí)，這種“幾何”或 “電感”去耦無疑問是可能的。然而在相鄰排和行內(nèi)彼此對(duì)角相鄰的線匝去耦存在困難。對(duì)角相鄰線匝的重疊導(dǎo)致中央?yún)^(qū)被四個(gè)線匝同時(shí)覆蓋。這導(dǎo)致在這些區(qū)域內(nèi)不希望的信號(hào)超強(qiáng)，這尤其會(huì)造成偽影。因此當(dāng)前實(shí)際上大多使用有天線組的表面天線，其中，在天線組內(nèi)部彼此對(duì)角相鄰的線匝根本不去耦，而是在其中僅通過對(duì)角相鄰天線線匝之間足夠的距離以及通過安裝在天線接頭上的前置放大器的適當(dāng)去耦，試圖達(dá)到盡可能有效的去耦。另一種去耦可能性是使用所謂的卷繞式傳送器，用于對(duì)處于相鄰或?qū)俏恢玫奶炀€線匝去耦。為此各個(gè)天線線匝中一部分多次被卷繞，然后此卷繞式傳送器與一個(gè)相鄰的線圈重疊。然而這導(dǎo)致在天線線匝內(nèi)部附加的剛性區(qū)，從而減小局部線圈的柔性。但盡可能柔性的局部線圈是期望的，以達(dá)到在病人身體上最佳成形。在通過附加的離散線路元件去耦時(shí)，也在局部線圈內(nèi)部形成附加的剛性區(qū)。

發(fā)明內(nèi)容
因此本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是進(jìn)一步發(fā)展一種局部線圈，以簡單的方式使各個(gè)天線線匝彼此去耦，以及盡管如此使局部線圈在盡可能優(yōu)化照明區(qū)的同時(shí)仍能靈活地適應(yīng)檢查對(duì)象，例如病人或先證者的身體。在按本發(fā)明的局部線圈中，不僅在一排中相鄰的天線線匝，而且在相鄰排中彼此毗鄰布置的天線線匝，分則通過幾何重疊互相電感耦合。也就是說，所有互相毗鄰布置的各天線線匝均在邊界區(qū)重疊一個(gè)規(guī)定的量。在這里，這些天線線匝排沿交替的錯(cuò)開方向，分別平行于天線線匝排的縱向彼此來回錯(cuò)移，使一排兩個(gè)天線線匝的重疊區(qū)相對(duì)于相鄰排兩個(gè)天線線匝的重疊區(qū)，錯(cuò)開、亦即彼此間隔布置。以此方式保證相鄰排的重疊區(qū)不重疊，并因而最多出現(xiàn)三個(gè)天線線匝重疊。盡管如此所有互相毗鄰的各天線線匝通過重疊彼此電感去耦。為此，所述的錯(cuò)開優(yōu)選地按一個(gè)規(guī)定的相應(yīng)于一部分天線線匝的錯(cuò)移量進(jìn)行。特別優(yōu)選的是，這些排彼此總是錯(cuò)開半個(gè)天線線匝地錯(cuò)移。此外，按本發(fā)明至少一部分天線線匝設(shè)計(jì)用于補(bǔ)償錯(cuò)開量，使它們改繪為不同的面積并由此使天線線匝相鄰排沿錯(cuò)開方向在前端和在后端基本上分別終止在橫向于錯(cuò)開方向的直線上。通過按本明恰當(dāng)?shù)亟M合各天線線匝在磁共振天線組內(nèi)部的設(shè)計(jì)和布局，首先達(dá)到所有天線線匝彼此純電感去耦，不需要附加的會(huì)限制局部線圈柔性的元件。上面討論過的疑難問題，亦即在局部線圈內(nèi)某些區(qū)域被四個(gè)天線線匝同時(shí)覆蓋以及會(huì)導(dǎo)致不希望的信號(hào)超強(qiáng)的問題，在這里得以避免。盡管如此仍能保證，局部線圈總體上有幾何形狀簡單的照明區(qū)，例如一個(gè)如人們熟悉的那種矩形照明區(qū)，與此同時(shí)尤其達(dá)到就局部線圈外部尺寸而言的盡可能大的照明。重疊面的幾何形狀和尺寸選擇為，使各重疊的天線線匝之間的電感耦合最小。不僅在一排中的線匝，而且在彼此毗鄰排內(nèi)的相鄰線匝，通過這種費(fèi)用最低的純電感去耦，還獲得局部線圈的一種成本特別低的結(jié)構(gòu)。因?yàn)樵瓌t上根本不需要附加另外的天線線匝元件，以及不需要各天線線匝的四次重疊，因此它們可以用普通的壓印或腐蝕法，簡單地在印制導(dǎo)線薄片對(duì)置的兩側(cè)制成天線組。只需要將線匝逐段壓印在印制導(dǎo)線薄片不同的側(cè)面上，以及在規(guī)定的位置進(jìn)行通孔敷鍍，以達(dá)到在相鄰排線匝之間相交。此外，簡單的結(jié)構(gòu)導(dǎo)致期望的柔性，盡管如此仍提高機(jī)械穩(wěn)定性和耐用性，這些在這種局部線圈的實(shí)際使用中具有重要的價(jià)值。在這種局部線圈按本發(fā)明的構(gòu)造方法中，在制造天線線匝時(shí)，例如在印制導(dǎo)線薄片上壓印時(shí)，已經(jīng)保證將所有的天線線匝施加為，使彼此毗鄰的天線線匝分別通過幾何重疊互相電感耦合，其中這些天線線匝排沿交替錯(cuò)開的方向互相錯(cuò)開為，使一排中兩個(gè)天線線匝的重疊區(qū)與一個(gè)相鄰排中兩個(gè)天線線匝的重疊區(qū)錯(cuò)開量。此外，天線線匝設(shè)計(jì)為，使至少一部分天線線匝設(shè)計(jì)用于補(bǔ)償錯(cuò)開，使它們改繪為不同的面積并由此使天線線匝相鄰排沿錯(cuò)開方向在前端和在后端基本上分別終止在橫向于錯(cuò)開方向的直線上。這種局部線圈原則上可以使用在各種類型的磁共振儀中，亦即既可以使用于有圓柱形周圍封閉在端側(cè)打開的病人腔室的磁共振儀中，也可以使用于有三側(cè)打開的病人腔室的磁共振儀中。同樣可以在有不同磁場強(qiáng)度的各種類型的磁共振儀中使用。按本發(fā)明的磁共振信號(hào)測量方法，其特征在于，在這里采用按本發(fā)明的局部線圈。 但局部線圈不僅可利用于接收磁共振信號(hào)，而且也可以發(fā)送高頻信號(hào)，以激勵(lì)磁共振信號(hào)的發(fā)生。從屬權(quán)利要求和其他的說明包含本發(fā)明的一些特別有利的設(shè)計(jì)和進(jìn)一步發(fā)展，其中，尤其是一種類型的權(quán)利要求也可以類似于另一些類型之一的權(quán)利要求進(jìn)一步發(fā)展。按優(yōu)選的方案，各天線線匝的形狀選擇為，使至少在一部分排中沿錯(cuò)開方向位于前面的天線線匝和/或沿錯(cuò)開方向位于末端的天線線匝補(bǔ)償所述錯(cuò)開量。在這種結(jié)構(gòu)中， 例如每第二排可設(shè)計(jì)為，分別在前和在后的天線線匝較大或較小，從而在每第二排補(bǔ)償錯(cuò)移，以及其余所有天線元件是相同的。按特別優(yōu)選的方案，在局部線圈橫向于天線線匝排錯(cuò)開方向相對(duì)置側(cè)的每一排中，一個(gè)邊緣天線線匝交替地設(shè)計(jì)為有比該排其他天線線匝大的面積。因此按本方案，在兩個(gè)互相沿相同錯(cuò)開方向移動(dòng)的排中，亦即在每再下一排中，邊緣天線線匝設(shè)計(jì)得相同。若例如所有其余天線線匝有基本上相同的外部尺寸，以及排的彼此錯(cuò)開總是交替地沿縱向以半個(gè)天線線匝的寬度進(jìn)行，則僅須在每第二排在相對(duì)置側(cè)的第一邊緣天線線匝沿錯(cuò)開方向是該排其余天線線匝一個(gè)半的寬度。這自動(dòng)導(dǎo)致整個(gè)天線組可以覆蓋基本上矩形的面積，并仍達(dá)到各天線線匝排之間期望的錯(cuò)移并因而實(shí)現(xiàn)要求的去耦。為獲得這種局部線圈在其使用時(shí)有最大的柔性，有利的是，局部線圈如上面已提及的那樣可以沿任何方向定位在檢查對(duì)象上。因此按一種優(yōu)選的方案，局部線圈有位置識(shí)別裝置，用于確定局部線圈在關(guān)于至少兩個(gè)空間方向的空間中的方位。若借此識(shí)別局部線圈的空間位置，則位置信息可傳給磁共振儀，在以后評(píng)估此信號(hào)時(shí)可以考慮各天線線匝在空間的位置。為此特別優(yōu)選的是，局部線圈有一個(gè)磁場傳感裝置，用于測量局部線圈處于其中的磁場，在這里磁場可沿至少兩個(gè)空間方向確定。例如在這里可涉及一種適用的包括相關(guān)電子器件的霍耳探頭裝置。此時(shí)可以利用磁體的Btl基波場確定線圈的空間定向，并將其進(jìn)一步傳給磁共振儀作為位置信息。按另一種實(shí)施形式，局部線圈例如加上標(biāo)記，它們可以由磁共振儀的光學(xué)檢測裝置識(shí)別，以便確定位置。反之，局部線圈也可以配備光學(xué)檢測裝置，以例如辨認(rèn)在磁共振儀病人腔室內(nèi)部的標(biāo)記，以及據(jù)此確定自己的位置。此外，也可以借助于多個(gè)從不同點(diǎn)發(fā)射的無線電信號(hào)確定位置。如上面已提及的那樣，多個(gè)可逐個(gè)控制的天線線匝需要相應(yīng)的空間，以安置相關(guān)的電子器件。屬于這種電子器件的例如是適用的前置放大器，它將接收的信號(hào)置于規(guī)定的水平。在較新的產(chǎn)品中，磁共振信號(hào)也可以在局部線圈內(nèi)部轉(zhuǎn)換為中間頻率。此時(shí)，安裝在磁共振儀內(nèi)的接收器過濾并數(shù)字化由局部線圈接收的信號(hào)，以及將數(shù)據(jù)傳輸給數(shù)字信號(hào)處理器，它根據(jù)測量推導(dǎo)出圖像或頻譜，然后可將它們提供給用戶例如用于診斷。也可以設(shè)想，所述的數(shù)字化已經(jīng)在局部線圈內(nèi)部實(shí)施。然而所有這些電子器件導(dǎo)致線圈機(jī)械上更重和比較剛硬。為獲得足夠的柔性，優(yōu)選地為磁共振天線組規(guī)定的相鄰天線線匝組分別配設(shè)安置在當(dāng)?shù)氐碾娮咏M件，它預(yù)處理從配屬的天線線匝接收的信號(hào)?！半娮悠骷杭笨煞謩e有自己的小型外殼。優(yōu)選地例如為一排中兩個(gè)相鄰天線線匝配設(shè)一個(gè)自己的電子器件群集。用這種有較小電子組件的方案取代一個(gè)大的電子組件， 局部線圈可以沿兩個(gè)方實(shí)現(xiàn)高的機(jī)械柔性。按一種特別優(yōu)選的方案，一個(gè)電子組件有一個(gè)多路轉(zhuǎn)換器，亦即適用的多路電路裝置，以便將從不同天線線匝接收的信號(hào)，為了傳輸給磁共振儀接收部件按復(fù)用法疊加。采用復(fù)用法減少局部線圈內(nèi)部或從局部線圈向磁共振儀接收系統(tǒng)用于傳輸所需的電纜。優(yōu)選地，所述疊加按頻率復(fù)用法進(jìn)行。在每兩個(gè)屬于一個(gè)電子器件群集的相鄰天線線匝重疊時(shí)，可使用例如傳輸頻率的兩個(gè)邊帶，以及一個(gè)天線線匝的磁共振信號(hào)傳輸給其中一個(gè)邊帶，而另一個(gè)天線線匝的磁共振信號(hào)傳輸給另一個(gè)邊帶。優(yōu)選地，通向不同電子組件的電纜聚集在局部線圈內(nèi)的中心位置，優(yōu)選地中心電子組件處。然后它們從那里通過公共的中繼線進(jìn)一步導(dǎo)引，以便能將局部線圈與磁共振儀接收系統(tǒng)連接起來。為達(dá)到盡可能高的加速度系數(shù)，局部線圈特別優(yōu)選地有一個(gè)包括三排天線線匝的磁共振天線組。特別優(yōu)選的是，在每一排內(nèi)設(shè)六個(gè)天線線匝。這意味著，局部線圈此時(shí)總共有18個(gè)單個(gè)天線線匝。因此，在采用包括三排天線線匝的磁共振天線組時(shí)，中央排相對(duì)于兩個(gè)外排移動(dòng)。迄今實(shí)際上使用包括3x2個(gè)天線線匝或包括4x4個(gè)天線線匝的前腹部線圈。在這些局部線圈中，加速度系數(shù)AF = 4幾乎不再能臨床使用，因?yàn)樵谟肁F = 4平行成像時(shí)SNR惡化，以及沿相位編碼方向僅四個(gè)天線線匝往往提供無法評(píng)估的結(jié)果。此外，這些天線線匝比較剛硬，尤其在腹部區(qū)內(nèi)不能良好地適應(yīng)病人的身體結(jié)構(gòu)。為了心臟造影需要加速度系數(shù)為AF = 3至4，以縮短比較長的測量時(shí)間。迄今長的測量時(shí)間是為什么心臟檢查只借助磁共振儀比較小的部分實(shí)施以及放射學(xué)往往寧可采用其他檢查方法的原因之一。通過按本發(fā)明構(gòu)造的包括三排各六個(gè)天線線匝和盡管如此仍具有柔性的局部線圈，可以產(chǎn)生能在臨床評(píng)估的非常高質(zhì)量的加速度系數(shù)AF = 4。必要時(shí)根據(jù)具體使用情況甚至可以達(dá)到更高的加速度系數(shù)為AF = 5或AF = 6。優(yōu)選地，天線線匝設(shè)計(jì)為使它基本上描繪為一個(gè)八角形面，此時(shí)特別優(yōu)選地，天線線匝橫向于錯(cuò)開方向和沿錯(cuò)開方向，亦即垂直于排的縱向和沿縱向延伸的側(cè)面，比天線線匝上與之傾斜延伸的側(cè)面長。這種八角形的優(yōu)點(diǎn)是，使在其上的印制導(dǎo)線段為了形成重疊區(qū)與相鄰天線線匝的印制導(dǎo)線相交，在相交點(diǎn)彼此垂直相遇。由此使印制導(dǎo)線之間的耦合最小。按一種特別優(yōu)選的方案，天線線匝橫向于天線線匝排的縱向有在5cm與30cm之間的天線線匝寬度。天線線匝沿排的縱向特別優(yōu)選地有在5cm與30cm之間的寬度。若選擇天線組的這種方案，亦即其中僅交替地在每第二排在相對(duì)置側(cè)一個(gè)邊緣天線元件較大，則例如在錯(cuò)移半個(gè)天線線匝寬度時(shí)，它的寬度大約是該排其余天線線匝寬度的一倍半。


下面參見附圖借助實(shí)施例再次詳細(xì)闡述本發(fā)明。其中圖1示意表示按本發(fā)明的局部線圈一種實(shí)施例，包括有18個(gè)天線線匝的一個(gè)天線組；以及圖2表示按本發(fā)明的局部線圈俯視圖，包括如圖1所示的天線組。
具體實(shí)施例方式圖1所示的局部線圈1總共有三排SR” SR2, SR3,它們各有六個(gè)單個(gè)天線線匝3、 3A。這些排SR1AI^SR3沿局部線圈1縱向延伸，在圖1中它處于磁共振體層照像儀的坐標(biāo)系χ/ζ平面內(nèi)，以及將其縱向定向?yàn)檠卅址较?。但原則上局部線圈可以任意定位。盡管如此，為了簡單起見下面仍基于圖1中的空間方向x、y，但本發(fā)明不受此限制。各個(gè)天線線匝3、3A分別有印制導(dǎo)線，它們描繪一個(gè)八角形，分別包括四個(gè)較長側(cè)和四個(gè)在對(duì)角連接較長側(cè)的較短側(cè)(下面也稱為“角段”)。較長側(cè)平行于局部線圈1的外邊緣延伸，亦即在圖1中沿X方向和Z方向延伸。在這些較長側(cè)，線匝分別中斷。在這些間斷點(diǎn)C設(shè)置起縮短電容器作用的電容元件(未表示)。在一排SRp SR2, SR3的內(nèi)部，相鄰天線線匝3、3A、3E分別重疊規(guī)定的重疊區(qū)Ux，它的大小選擇為，使所涉及的天線線匝3、3A、3E彼此盡可能有效地電感去耦。因此兩個(gè)相鄰天線線匝3、3A、3E可以形成所述的重疊區(qū)Ux，八角形天線線匝3、3A、3E的各印制導(dǎo)線在對(duì)角的角段內(nèi)相交。天線線匝3、3A、3E的印制導(dǎo)線分別以銅條的形式通常壓印在柔性的導(dǎo)體薄片上， 其中，一個(gè)天線線匝3、3A、3E的印制導(dǎo)線按區(qū)段一部分壓印在印制導(dǎo)線薄片的前側(cè)，一部分壓印在印制導(dǎo)體薄片的后側(cè)，以及分別通過通孔敷鍍連接。由此達(dá)到，不同的相鄰天線線匝3、3A、3E的印制導(dǎo)線無需其他化費(fèi)可以互相絕緣相交。此外每個(gè)天線線匝3、3A、3E通常設(shè)有一些元件(未表示)，例如開關(guān)元件，如Pin 二極管之類，以便當(dāng)所涉及的天線線匝3、3A、3E不應(yīng)接收時(shí)，使天線線匝3、3A、3E脫離共振，亦即調(diào)諧。當(dāng)例如其他天線正好發(fā)送磁共振信號(hào)時(shí)便是這種情況。在這種情況下，處于共振狀態(tài)的天線線匝會(huì)直接接收磁共振信號(hào)并在激勵(lì)時(shí)導(dǎo)致干擾。在圖1中可以看出，天線線匝3、3A、3E的排5禮、51 2、51 3沿2方向緊密安置，使它們同樣重疊，以及中排3&相對(duì)于兩個(gè)外排SRp SR3沿平行于排的縱向，亦即在圖1中沿χ 方向延伸的錯(cuò)開方向&移動(dòng)，或兩個(gè)外排SR” SR3沿相反的錯(cuò)開方向R” R3相對(duì)于中排礬移動(dòng)。排SR^R2、SR3的彼此錯(cuò)移量選擇為，使天線線匝3沿錯(cuò)開方向禮為為錯(cuò)移半個(gè)天線線匝寬度bx。以此方式，一個(gè)排的相鄰天線線匝3、3A、3E之間的重疊區(qū) 相對(duì)于相鄰排 SR1^ SR2, SR3的重疊區(qū)Ux彼此錯(cuò)開。由此相鄰排SRpSI^SR3可以分別重疊一個(gè)重疊區(qū)Uz，不會(huì)導(dǎo)致重疊四個(gè)單個(gè)天線線匝3、3A、3E。在這里最多重疊三個(gè)天線線匝3、3A、3E，亦即始終是兩個(gè)在一排中相鄰的天線線匝3、3A、3E與鄰排的一個(gè)相鄰的天線線匝3、3A、3E重疊。為了盡管如此仍能保證，全部天線組2，除了在兩個(gè)天線線匝3、3A、3E之間交界位置處的角和小的凹口 9外，仍描繪一種基本上矩形的外形，并因而也具有幾乎矩形的照明剖面，所以分別在一排SRpSI^SR3始和末端的邊緣天線線匝3A、3E具有與中央天線線匝3 相比有所不同的形狀。尤其是，在三排SRp SR2, SR3的每一排中，沿各自錯(cuò)開方向禮、R2> R3觀察的第一個(gè)天線線匝3A改繪較大的面積，亦即是中央天線線匝3面積的一倍半大。由此保證，所有排在局部線圈1的兩個(gè)橫側(cè)(橫向于排的縱向，亦即沿圖1中的ζ方向)分別終止在線LpL2 處。分別沿錯(cuò)開方向禮、R2, R3處于末端的邊緣天線線匝3E，就其八角形的形狀而言， 在每一排內(nèi)分別在其面朝局部線圈1外邊緣的那一側(cè)調(diào)整為較小的形狀，以達(dá)到與相鄰排增大的第一個(gè)邊緣天線線匝3A最佳重疊，尤其是，由此使相鄰天線線匝之間的相交點(diǎn)重新處于八角形角段的中心。在這里每兩個(gè)相鄰天線線匝3、3A、3E配屬于一個(gè)自己的電子器件群集4、4M。此電子器件群集4、4M分別設(shè)在兩個(gè)天線線匝3、3A、3E的重疊區(qū)Ux內(nèi)。在此電子器件群集4、 4M內(nèi)分別安裝一塊印刷電路板，包括必要的電子器件，尤其兩個(gè)前置放大器6，它們放大和預(yù)處理由相關(guān)的天線線匝3、3A、3E接收的磁共振信號(hào)。在電子器件群集4、4M內(nèi)還可以在印刷電路板上安裝用于調(diào)諧天線線匝3、3A、3E的元件，例如Pin 二極管。尤其是，每個(gè)這種電子器件群集有一個(gè)多路電路裝置5，它用于將來自兩個(gè)天線線匝3、3A、3E的信號(hào)按頻率復(fù)用法疊加。以此方式，兩個(gè)天線線匝3、3A、3E的信號(hào)可以通過公共電纜7從電子器件群集4導(dǎo)出。為此，每根逐個(gè)同軸屏蔽的細(xì)電纜7有外徑約1至1.1mm便足夠了。所有這種電纜7通往中央電子器件群集4M。在這里各電纜7聚集在一條匯集線8內(nèi)，以及從那里在一條粗的通常有圍繞全部單根電纜的外屏蔽的中繼線13內(nèi)導(dǎo)向磁共振儀。這在后面再借助圖2說明。此外，在中央電子器件群集4M中還設(shè)兩個(gè)包括適用的電子評(píng)估器件的霍耳探頭， 以便測量沿兩個(gè)空間方向x、z當(dāng)前局部線圈1處于其中的磁場。以此方式借助施加在磁共振儀中的基本磁場確定局部線圈1的定向。然后這同樣可通過控制電纜傳輸給磁共振儀的接收系統(tǒng)，從而可以在那里考慮局部線圈在磁共振儀內(nèi)部的定向。這一點(diǎn)對(duì)于正確賦予各天線線匝3、3A、3E的位置是重要的。此外，還將識(shí)別信息從中央電子器件群集4M傳輸給磁共振儀的接收系統(tǒng)，借助它磁共振儀可以識(shí)別局部線圈1準(zhǔn)確的類型及其結(jié)構(gòu)方式，以便能正確處理從局部線圈傳輸?shù)男盘?hào)，尤其例如還能正確實(shí)施所傳輸信號(hào)的信號(hào)分離。這些信息，例如單值的識(shí)別碼和/或類型碼，存放在中央電子器件群集4M中的存儲(chǔ)器(未表示) 內(nèi)。圖2表示局部線圈1的外部結(jié)構(gòu)。在這里可以看出，各個(gè)電子器件群集分別處于單獨(dú)的外殼11中，它們集成在局部線圈1磁共振天線組2的外殼10內(nèi)。外殼10 (在圖1中表示了它的外輪廓)設(shè)計(jì)為柔性的，例如由軟泡沫塑料制成，而電子器件群集的各外殼11是剛性的。此外，局部線圈1的外殼10有多個(gè)留空17，它們保證局部線圈1有更高的柔性。圖2還表示中央電子器件群集4M的外殼IlM設(shè)有中繼線13的連接插頭12。在連接點(diǎn)15，此中繼線13與連接插頭12可拆地連接。中繼線13在其自由端設(shè)有接插件14，中繼線13通過它可與磁共振儀的接收系統(tǒng)連接。如已提及的那樣，中繼線13有多個(gè)來自各電子器件群集4、4M的單根電纜，亦即總共九個(gè)單根電纜，它們傳輸各兩個(gè)單個(gè)天線線匝3、3A、3E在頻率復(fù)用器內(nèi)疊加的磁共振信號(hào)，以及有至少一條通信線，局部線圈1的信息經(jīng)過它傳輸給磁共振儀，例如當(dāng)前的定向和 /或識(shí)別信息。此外，中繼線13還含有一條控制線，通過它可由磁共振儀控制例如在天線線匝3、3A、3E內(nèi)部的Pin 二極管或類似的開關(guān)裝置，從而在發(fā)送的情況下，亦即當(dāng)通過另一個(gè)天線實(shí)施磁共振信號(hào)發(fā)送時(shí)，可以對(duì)其進(jìn)行調(diào)諧。通信線和控制線在恰當(dāng)編碼時(shí)可以在一根物理電纜中實(shí)現(xiàn)。按規(guī)定的間距，中繼線13設(shè)有表面波阻斷器16，以避免表面波傳播給中繼線13的屏蔽層。在本實(shí)施例中，各天線線匝3、3A、3E沿ζ方向的線匝寬度bx在最大處約為14. 5cm。 沿錯(cuò)開方向禮、1 2、1 3的各第一個(gè)邊緣線匝3A的線匝寬度bx,A同樣約為14. 5cm。其余的天線線匝3、3E分別沿排縱向的線匝寬度bx僅為第一個(gè)邊緣線匝3A線匝寬度bx, A的三分之二，亦即線匝寬度1^為9. 7cm。但原則上本發(fā)明也可以構(gòu)造任意尺寸的天線線匝。不過應(yīng)強(qiáng)調(diào)指出，所述尺寸在臨床使用時(shí)是特別有利的。如附圖所示實(shí)施例表示的那樣，通過按本發(fā)明的結(jié)構(gòu)，能以非常簡單和有效的方式制造一種局部線圈，它一方面有數(shù)量很多的單個(gè)天線線匝，而且它在就局部線圈外部尺寸而言有最大照明區(qū)的同時(shí)，允許所有彼此相鄰的天線線匝非常有效和簡單的完全電感去耦，并與此同時(shí)允許局部線圈有高的柔性。在這里還要再一次指出，圖中表示的具體結(jié)構(gòu)僅涉及一種實(shí)施例，以及按本發(fā)明設(shè)計(jì)的天線組基本原理也可以改變，只要不脫離本發(fā)明通過權(quán)利要求規(guī)定的范圍。為了完整性還應(yīng)指出，使用不定冠詞“一”并不排除所涉及的特征也可以多次存在的可能性。
權(quán)利要求
1.一種具有磁共振天線組O)的局部線圈(1)，磁共振天線組(2)包括多個(gè)布置在相鄰排(SR1,SR2,SR3)內(nèi)的天線線匝(3、3A、3E)，其中，彼此相鄰布置的天線線匝(3、3A、3E)分別通過幾何重疊(Ux、Uz)互相電感去耦，其中，天線線匝(3、3A、3E)排(SR1, SR2, SR3)按交替錯(cuò)開的方向(RpI^R3)互相錯(cuò)開為，使一排(SR1,SR2^SR3)中兩個(gè)天線線匝(3、3A、3E)的重疊區(qū)(UX)與一個(gè)相鄰排(SR1, SR2, SR3)中兩個(gè)天線線匝(3、3A、3E)的重疊區(qū)(Ux)錯(cuò)開布置，以及其中，至少一部分天線線匝(3、3A、3E)設(shè)計(jì)成用于補(bǔ)償錯(cuò)開量，使得它們改繪為不同的面積并由此使天線線匝(3、3A、3E)的相鄰排(SR1, SR2, SR3)沿錯(cuò)開方向(R1^ R2> R3) 在前端和在后端基本上分別終止在橫向于錯(cuò)開方向(RpI^R3)的直線(LpL2)上。
2.按照權(quán)利要求1所述的局部線圈，其特征為，至少在一部分排(SRpSI^Sig中沿錯(cuò)開方向位于前面的天線線匝(3A)和/或沿錯(cuò)開方向位于末端的天線線匝(3E)補(bǔ)償所述錯(cuò)開量。
3.按照權(quán)利要求2所述的局部線圈，其特征為，在局部線圈(1)的處于天線線匝(3、 3A、3E)排(SR1, SR2, SR3)橫向于錯(cuò)開方向(R” R2> R3)的相對(duì)置側(cè)的每一排(SR” SR2, SR3) 中，邊緣天線線匝(3A)交替地改繪為一個(gè)比該排(SRpSR2JR3)其他天線線匝(3、3E)大的面積。
4.按照權(quán)利要求1至3之一所述的局部線圈，其特征在于，具有位置識(shí)別裝置(HX、HZ)， 用于確定局部線圈(1)在關(guān)于至少兩個(gè)空間方向(x、z)的空間中的方位。
5.按照權(quán)利要求1至4之一所述的局部線圈，其特征在于，具有磁場傳感裝置(HX、HZ)， 用于沿至少兩個(gè)空間方向(x、z)測量局部線圈(1)處于其中的測量磁場。
6.按照權(quán)利要求1至5之一所述的局部線圈，其特征為，為每一組相鄰的天線線匝(3、 3A、3E)配設(shè)一個(gè)安置在當(dāng)?shù)氐碾娮咏M件G、4M)，它預(yù)處理由對(duì)應(yīng)配設(shè)的天線線匝(3、3A、 3E)接收的信號(hào)。
7.按照權(quán)利要求6所述的局部線圈，其特征為，一個(gè)電子組件G、4M)具有一個(gè)多路轉(zhuǎn)換器(5)，以便將從不同天線線匝(3、3A、3E)接收的信號(hào)按復(fù)用法，優(yōu)選地頻率復(fù)用法疊加。
8.按照權(quán)利要求6或7所述的局部線圈，其特征為，通向不同電子組件(4)的電纜(6) 聚集在局部線圈(1)內(nèi)的中心位置，優(yōu)選地中心電子組件(4M)處。
9.按照權(quán)利要求1至6之一所述的局部線圈，其特征為，磁共振天線組包括三排(SRp SR2、SR3)天線線匝(3、3A、3E)；和/或在每一排(SR1, SR2, SR3)內(nèi)設(shè)六個(gè)天線線匝(3、3A、 3E)。
10.按照權(quán)利要求1至9之一所述的局部線圈，其特征為，天線線匝(3、3A、3E)基本上描繪為一個(gè)八角形面。
11.按照權(quán)利要求1至10之一所述的局部線圈，其特征為，天線線匝(3、3A、3E)橫向于天線線匝(3、3A、3E)排(SR1, SR2, SR3)的縱向具有在5cm與30cm之間的天線線匝寬度 (bz)；和/或天線線匝(3、3A、3E)沿排(SR1, SR2, SR3)的縱向具有在5cm與30cm之間的天線線匝寬度(bx、bx、A)。
12.按照權(quán)利要求1至11之一所述的局部線圈，其特征為，磁共振天線組(2)安裝在由柔性材料制成的外殼(10)中。
13.一種有按照權(quán)利要求1至12之一所述局部線圈(1)的磁共振儀。
14.一種具有磁共振天線組O)的局部線圈(1)的構(gòu)造方法，磁共振天線組(2)包括多個(gè)布置在相鄰排(SRpSI^SR3)內(nèi)的天線線匝(3、3A、3E)，其中，彼此相鄰的天線線匝(3、 3A、3E)分別布置為，使它們通過幾何重疊( 、UZ)互相電感去耦，其中，天線線匝(3、3A、3E) 排(SR1, SR2, SR3)按交替錯(cuò)開的方向(R1 > R2> R3)互相錯(cuò)開為，使一排(SR1, SR2, SR3)中兩個(gè)天線線匝(3、3A)的重疊區(qū)( 、UZ)與一個(gè)相鄰排中兩個(gè)天線線匝(3、3A、3E)的重疊區(qū)(Ux、 Uz)錯(cuò)開，以及其中，至少一部分天線線匝(3、3A、3E)設(shè)計(jì)成用于補(bǔ)償錯(cuò)開量，使得它們改繪為不同的面積并由此使天線線匝(3、3A、3E)相鄰排(SR1, SR2, SR3)沿錯(cuò)開方向(R1^ R2> R3) 在前端和在后端基本上分別終止在橫向于錯(cuò)開方向的直線(LpL2)上。
15.一種磁共振信號(hào)的測量方法，其中磁共振信號(hào)借助有磁共振天線組O)的局部線圈(1)檢測，磁共振天線組(2)包括多個(gè)布置在相鄰排(SR1, SR2, SR3)內(nèi)的天線線匝(3、 3A、3E)，其中，彼此相鄰的天線線匝(3、3A)分別布置為，使它們通過幾何重疊( 、Uz)互相電感去耦，其中，天線線匝(3、3A、3E)排(SR1, SR2, SR3)按交替錯(cuò)開的方向(R1^ R2> R3)互相錯(cuò)開為，使一排(SI^、SI 2、SR3)中兩個(gè)天線線匝(3、3A、3E)的重疊區(qū)( 、UZ)與一個(gè)相鄰排 (SR1,SR2^SR3)中兩個(gè)天線線匝(3、3A、3E)的重疊區(qū)( 、UZ)錯(cuò)開，以及其中，至少一部分天線線匝(3、3A、3E)設(shè)計(jì)成用于補(bǔ)償錯(cuò)開量，使得它們改繪為不同的面積并由此使天線線匝 (3、3A、3E)的相鄰排(SR1, SR2, SR3)沿錯(cuò)開方向(R1^ R2> R3)在前端和在后端基本上分別終止在橫向于錯(cuò)開方向(R1^ R2> R3)的直線(LpL2)上。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種具有磁共振天線組(2)的局部線圈(1)，磁共振天線組包括多個(gè)布置在相鄰排(SR1、SR2、SR3)內(nèi)的天線線匝(3、3A、3E)，彼此相鄰布置的天線線匝分別通過幾何重疊(UX、UZ)互相電感去耦，天線線匝排按交替錯(cuò)開的方向(R1、R2、R3)互相錯(cuò)開為，使一排中兩個(gè)天線線匝的重疊區(qū)與一個(gè)相鄰排中兩個(gè)天線線匝的重疊區(qū)錯(cuò)開布置，至少一部分天線線匝設(shè)計(jì)成用于補(bǔ)償錯(cuò)開量，使得它們改繪為不同的面積并由此使天線線匝的相鄰排沿錯(cuò)開方向在前端和在后端基本上分別終止在橫向于錯(cuò)開方向的直線(L1、L2)上。本發(fā)明還涉及一種有這種局部線圈的磁共振儀、一種這種局部線圈的構(gòu)造方法以及磁共振信號(hào)的測量方法。
文檔編號(hào)G01R33/36GK102288930SQ20111016740
公開日2011年12月21日 申請日期2011年6月21日 優(yōu)先權(quán)日2010年6月21日
發(fā)明者伊馮.坎迪達(dá)斯, 卡斯滕.揚(yáng)斯, 斯蒂芬.比伯 申請人:西門子公司