一种应用于磁共振成像的射频线圈装置的制作方法

本发明涉及一种射频线圈装置，尤其是涉及一种应用于磁共振系统的射频线圈装置。

背景技术：
在现代的医疗技术中，磁共振成像系统已经是一种常用的医疗设备。射频线圈作为磁共振成像系统不可或缺的一部分，其性能对磁共振成像系统的性能影响很大。射频线圈装置主要有正交平板型、直条导线型两种结构。中国公开号CN101190127A，名称为“一种平板结构的射频线圈”的专利文件公开了一种正交平板型射频线圈。中国公开号CN1281183C，名称为“一种应用于磁共振成像系统的射频线圈装置和制作方法”的专利文件公开了一种直条导线型的射频线圈。现有技术中的这两种射频线圈的结构都比较复杂，并且转换效率不够高。为保证线圈的性能及开放性，现有射频线圈在使用时一般都会靠近梯度线圈，在实际成像时，梯度线圈会产生比较多的热量，这些热量会传导到射频线圈上，射频线圈的铜皮会发生热胀冷缩，这样相当于线圈的电感发生了变化，会造成射频线圈的谐振频率变化。

技术实现要素：
本发明所解决的技术问题是提供一种应用于磁共振成像的射频线圈装置，能够提高射频线圈单元的转换效率，而且不会受到梯度盘上梯度线圈的影响。技术方案如下：一种应用于磁共振成像的射频线圈装置，包括功率分配器、上磁体和下磁体，还包括两个纵向排列的射频线圈单元、上射频屏蔽层和下射频屏蔽层，所述射频线圈单元与所述功率分配器相连接；所述射频线圈单元的结构包括：外壳、线圈和金属箔；非金属材料的所述外壳的形状为中心对称形状，与所述线圈的形状相适应；所述外壳的边框中间设置有内槽，外部缠绕有所述金属箔的所述线圈布置在所述内槽中；所述上射频屏蔽层和所述下射频屏蔽层分别位于所述射频线圈单元的上下两侧，所述上射频屏蔽层和所述下射频屏蔽层的平面互相平行，并且分别安装在上磁体和下磁体上；所述射频线圈单元、上射频屏蔽层和下射频屏蔽层为中心对称形状。进一步：所述两个射频线圈单元的几何中心同所述上磁体和下磁体的主磁场中心在一条直线上。进一步：上梯度盘和下梯度盘分别嵌入到所述上磁体和下磁体中，所述上梯度盘的下表面和所述下梯度盘的上表面分别与上磁体和下磁体外围高度一致，所述上射频屏蔽层和所述下射频屏蔽层分别与所述上梯度盘和所述下梯度盘直接接触。进一步：所述上射频屏蔽层和下射频屏蔽层在四个角部位置开有尺寸相同的缺口，所述缺口在X方向尺寸范围为200～400mm，Y方向的尺寸范围为150～300mm。进一步：所述上射频屏蔽层和下射频屏蔽层的材料采用双面覆铜板或者铜板，其厚度范围为0.1～2mm，其平面尺寸不超过所述上磁体和下磁体的直径。进一步：所述金属箔的圈数为1～8圈，所述线圈为绕制方向相同的1～8圈的线圈，相邻线圈之间用电容来进行耦合，每圈线圈串联有电容。进一步：所述金属箔采用铜箔。与现有技术相比，本发明技术效果包括：1、本发明中，射频线圈单元纵向排列，能够提高射频线圈单元的转换效率，而且不会受到梯度盘上梯度线圈的影响。2、本发明中，由射频屏蔽层产生对称的射频环境，具有以下优势：(1) 由射频屏蔽层产生对称的射频环境，梯度线圈由于同射频线圈单元之间没有热量传递，射频线圈单元谐振频率不会发生偏移；(2)转换效率高，只需要很低的射频功率即可满足成像要求。附图说明图1是本发明中射频线圈装置的结构示意图；图2是本发明中射频屏蔽层的结构示意图；图3是本发明中射频线圈单元中线圈的绕制及连接示意图；图4是本发明中射频线圈单元的剖面图。具体实施方式下面参考附图和优选实施例，对本发明技术方案作详细说明。如图1所示，是本发明中射频线圈装置的结构示意图。射频线圈装置的结构包括：两个射频线圈单元1和两个射频屏蔽层(上射频屏蔽层2和下射频屏蔽层3)，两个射频线圈单元1纵向排列，上射频屏蔽层2和下射频屏蔽层3分别位于射频线圈单元1的上下两侧，并且上射频屏蔽层2和下射频屏蔽层3的平面互相平行，上射频屏蔽层2和下射频屏蔽层3的结构相同。射频线圈单元1中心对称形状，射频线圈单元1与磁共振成像系统的功率分配器连接。两个射频线圈单元1的平面互相平行，可同时移动，并且射频线圈单元1的中心正对磁体中心，两个射频线圈单元1的几何中心同磁体的主磁场中心基本在一条直线上。射频线圈单元1受环境的影响比较大，而射频屏蔽层的主要功能是给将射频线圈单元1提供一个固定的射频环境，同时可以使射频线圈单元1产生的射频场在Z方向更均匀。另外由于射频屏蔽层采用导电率更好的铜，所以射频线圈单元1在此射频环境内的损耗减小，因此还能提高射频线圈单元1的效率。其中上射频屏蔽层2安装到上磁体上，下屏蔽层3安装到下磁体上，由于上磁体和下磁体的体积较大，上梯度盘和下梯度盘分别嵌入到上磁体和 下磁体，其上梯度盘的下表面和下梯度盘的上表面分别与上磁体和下磁体外围高度一致，所以上射频屏蔽层2和下射频屏蔽层3与上梯度盘和下梯度盘直接接触。如图2所示，是本发明中射频屏蔽层的结构示意图。上射频屏蔽层2和下射频屏蔽层3在四个角部位置开有尺寸相同的缺口4，其X方向尺寸范围为200～400mm，Y方向的尺寸范围为150～300mm，缺口4是通过将上射频屏蔽层2和下射频屏蔽层3的4个边角去掉后形成，设置缺口4是为了提供足够大且对称的射频环境，从而使射频线圈单元1移动时，其两个射频线圈单元1的射频合成场在磁体中一定范围内仍然是均匀场并且效率保持不变。上射频屏蔽层2和下射频屏蔽层3平行放置于磁体中间位置，上射频屏蔽层2和下射频屏蔽层3为严格的中心对称形状，优选矩形、环形或者其变形。其采用材料为双面覆铜板或者铜板，其厚度范围为0.1～2mm，其平面尺寸不超过磁体(上磁体和下磁体)的直径。如图3所示，是本发明中射频线圈单元1中线圈6的绕制及连接示意图。射频线圈单元1中每圈线圈6的金属箔回路是串联的，并且绕制方向也相同，射频线圈单元1包括绕制方向相同的1～8圈的线圈6，相邻线圈6之间用电容5来进行耦合。每圈线圈6中间可以串联一个或更多的电容5，串联的电容5用于使每个射频线圈单元1调谐于工作频率，同时还可以消除或降低有负载时负载对线圈6的影响。线圈6第一圈的头和最后一圈的尾通过射频电缆连接到功率合成器或者功率分配器上。射频线圈单元1中，线圈6的几何形状可以是长方形、椭圆形或者其他中心对称形状。其几何中心同上磁体和下磁体的主磁场中心在一条直线上。如图4所示，是本发明中射频线圈单元1的剖面图。射频线圈单元1的结构包括：外壳7、线圈6、金属箔8；非金属材料的外壳7的形状可以是长方形、椭圆形或者其他一些中心对称形状，与线圈6的形状相适应。内槽位于外壳7的边框中间，外部缠绕金属箔8的线圈6布置到内槽中，金属箔8的圈数为1～8圈，可充分使用外壳7的4个内槽来增加圈数。其中金属箔8 采用导电性比较好的铜箔。通过调节两个射频线圈单元1之间的距离以及每个射频线圈单元1的尺寸和形状，可以获得很好的射频合成场均匀区，同时转换效率非常高。经过理论计算及实验验证，线圈6的圈数越多，射频线圈装置的射频效率越高，而当圈数多到一定程度后，其效率下降。另外从工程角度来说也不是圈数越多越好。对于射频合成场的均匀性，和圈数没有关系，当其坐标系定义如图1时，X轴方向的均匀性和两个线圈之间的间距有关系，线圈6间距越远均匀性越好，Y轴方向的均匀性则可以通过调整线圈6在Y方向的尺寸来调整，Z轴方向的均匀性则可以通过调整线圈6在Z方向的尺寸来进行调节。