专利名称：射频线圈装置及磁共振成像设备的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及磁共振成像(MRI)技术领域，尤其涉及一种射频线圈装置及一种磁共振成像设备。
背景技术：
随着磁共振成像(MRI)技术飞速发展，作为MRI技术的必不可少的射频(RF)线圈技术也取得了长足的进步，比如八通道、十六通道、甚至三十二通道相控阵线圈。按线圈结构可以分为线性线圈、正交线圈和相控阵线圈3种。相控阵线圈包含了复数个线性线圈或正交线圈，每个线性线圈或正交线圈为一个线圈单元(element),相控阵线圈能在同一时间从复数个方向接收主磁场的射频脉冲，同时有复数个数据采集通道(channel)与之匹配。磁共振成像设备主要包括射频线圈装置和成像控制装置。射频线圈装置包括复数个线圈组，每个线圈组又包括一个或复数个线圈单元。每个线圈单元均通过射频通道向成 像控制装置传输射频信号。现有的接收线圈通道选择(RCCS)装置包括复数个开关元件，用于控制输入射频通道(与线圈单元的输出射频通道相连接)到输出射频通道的连通关系。例如，线圈单元数为24，输入射频通道数为24，输出射频通道数为16，则需要的开关元件数为16+(24-16)X 16=144。开关元件控制的输入射频通道和输出射频通道参见图I所示，横轴表示24个输入射频通道，纵轴表示16个输出射频通道，X表示开关元件。可见，该方案所需的开关元件数较高。
实用新型内容本实用新型的一个方面是提供一种射频线圈装置，以通过较少的开关元件实现控制输入射频通道到输出射频通道的连通关系。本实用新型还要提出一种包括该射频线圈装置的磁共振成像设备。本实用新型提供了一种射频线圈装置，包括复数个线圈段；至少一个多选开关，每个多选开关的复数个输入端分别连接不同的所述线圈段，该多选开关的控制端用于接收控制信号以选择与该多选开关的输出端连通的输入端；其中，一个多选开关的复数个输入端连接的复数个所述线圈段在位置上不连续。由于将不同时连通的复数个线圈段复用同一多选开关，所以可减少使用多选开关的数量，并且有助于缩小射频线圈装置的体积和成本。根据本实用新型的一个实施例，所述复数个线圈段中任意两个线圈段间隔的线圈段数不小于一次磁共振成像所需的最大线圈段数减I。作为本实用新型的一个优选实施例，线圈段包括一个或复数个线圈单元。本实用新型对线圈段包括的线圈单元数量没有限制，可根据实际需要选择线圈单元数，适用于多种应用场景。作为本实用新型的一个优选实施例，线圈段包括复数个线圈单元时，属于同一线圈段的复数个线圈单元的射频输出端均连接到不同的多选开关。这样，通过不同的多选开关控制线圈段中复数个线圈单元与多选开关输出端的连通，可实现对线圈单元连通状态的有效控制，及实现对线圈单元发送的射频信号进行有效传输。作为本实用新型的另一个优选实施例，线圈段包括复数个线圈单元时，属于同一线圈段的复数个线圈单元采用不同的频率传输射频信号，则属于同一线圈段的复数个线圈单元的射频输出端均连接到多选开关的同一输入端。这样，实现了线圈段中的复数个线圈单元复用同一多选开关，进一步降低所需多选开关的数量。本实用新型还提供一种磁共振成像设备，包括前述的射频线圈装置。由于已减少射频线圈装置中开关元件的数量，则相应的减少了磁共振成像设备中开关元件的数量，并可缩小磁共振成像设备的体积。作为本实用新型的一个优选实施例，磁共振成像设备还包括一个成像控制装置，用于向所述多选开关的控制端发送控制信号，以选择多选开关中与输出端连通的输入端。这样，可实现成像控制装置对多选开关的控制。
下文将以明确易懂的方式通过对优选实施方式的说明并结合附图来对本实用新型上述特性、技术特征、优点及其实施方式予以进一步说明，其中图I为现有技术中输入射频通道和输出射频通道间连接开关元件的示意图；图2为根据本实用新型实施方式，磁共振成像设备的优选结构图；图3为根据本实用新型实施方式，射频线圈装置的一种优选结构图；图4为根据本实用新型实施方式，病床插座的示意图；图5为根据本实用新型实施方式，射频线圈装置的另一种优选结构图；图6-图15为根据本实用新型实施方式，同时连通的线圈段的组合方式的示意图。参考符号表201射频线圈装置202成像控制装置301线圈段 302多选开关U-Segmentl 至 U-Segment9 线圈段L-Segmentl 至 L_Segment9 线圈段401头颈部402胸部403脊椎部404腹部和腿的上半面405腿的下半面
具体实施方式
为对本实用新型的技术特征，目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图说明本实用新型的具体实施方式
，在各图中相同的标号表示相同的部分。为清楚表示各部件的结构及其相互关系，附图中各部件的比例关系仅为示意性的，并不表示实际结构的比例关系。图2示出了本实施例提供的一种磁共振成像设备，包括一个射频线圈装置201和一个成像控制装置202。射频线圈装置201包括复数个线圈(CP)段301和至少一个多选开关302，参见图3所示。每个线圈段(segment) 301包括一个或复数个线圈单元。多选开关302包括复数个输入端、一个输出端和一个控制端(图中未示出)。其复数个输入端分别(直接地，如图3中左上角的多选开关；或者间接地，如图3中右上角的多选开关)连接不同的线圈段301，其输出端通往射频输出通道，其控制端用于接收控制信号，以选择与其输出端连通的线圈段301 ；其中，复数个输入端连接的复数个线圈段301之间在位置上不连续，且优选地，所述复数个线圈段301中任意两个线圈段301间隔的线圈段数不小于一次磁共振成像所需的最大线圈段数减I。成像控制装置202包括控制输出端和射频接收端。成像控制装置202通过控制输出端向多·选开关302的控制端发送控制信号，以选择多选开关302中与输出端连通的输入端。则，线圈段301通过多选开关302中的通路向成像控制装置202的射频接收端发送射
频信号。本实用新型的发明人发现，射频线圈装置201在进行磁共振扫描时，例如对人体的扫描，通常是从头到脚逐段扫描。因此，在一次成像时仅需要部分线圈段301，且需要的部分线圈段301在位置上是连续的。则在成像过程中只需保证所需的线圈段301到成像控制装置202的射频通道连通即可。本实施例通过复数个输入端连接的复数个线圈段301之间在位置上不连续，来实现复数个线圈段301复用一个多选开关302，从而减少了开关元件数量。根据一种实施方式，所述复数个线圈段301中任意两个线圈段301间隔的线圈段数不小于一次磁共振成像所需的最大线圈段数减I。如果线圈段301包括复数个线圈单元，则属于同一线圈段301的复数个线圈单元的射频输出端均连接到不同的多选开关302。便于对线圈段301进行整体控制，并且符合成像时使连续线圈单元连通的规则。例如，以人体成像扫描为例，从头到脚分为9个线圈段301，U-Segmentl-U_Segment9。这里以图 3 中的 U-Segmentl 至 U_Segment9 为例说明；图 3 中的L-Segmentl至L_Segment9的情况相似,这里不再赘述。假设一次成像所需最大线圈段数为3。则随着扫描过程的进行，线圈段301的连通状态参见表I所示表I
组介 ΠYl[3Γ4[5ΓβΓ7
选择的 U-segment U-segment U-segment U-segment U-segment U-segment U-segment
线圏段 1,2,32,3,43,4,54,5,65,6,76,7587,8,9由此可见，U-segment I 与 U-segment 4、U_segment 2 与 U-segment 5、U_segment3与U-segment 6，不可能同时连通，因此可复用同一多选开关302。一次成像扫描所需的线圈段301不能有复用的多选开关302。则，本实施例提供一种优选的计算所需多选开关302数量的计算方式所需多选开关302数量为N_segment_N_HeadFeet其中，N_segment表示线圈段总数，NJfeadFeet表示一次成像扫描所需的线圈段数。考虑到成像扫描时需对扫描对象的上部和下部分别扫描，以人体为例，面部及胸部等属于上部，背部等属于下部，则线圈段总数需乘以2，则所需多选开关302数量为[0042]2 X (N_segment_N_HeadFeet)。如果每个线圈段均包括相同数量的复数个线圈单元，则所需多选开关302数量为2XN_LeftRightX (N_segment_N_HeadFeet)。其中，N_LeftRight表示一个线圈段包括的线圈单元数。以图3为例，线圈段总数为9，一次成像扫描所需的线圈段数为3，一个线圈段包括的线圈单元数为3，则所需多选开关数量2X3X (9-3) =36。如果采用背景技术介绍的方案，输入射频通道数量为2 X 3 X 9=54，输出射频通道数量为2 X 3 X 3=18，则所需多选开关 数量(54-18) X18+18=666。可见，本实施例的36个多选开关相当于背景技术的666个开关元件，数量大幅减少。下面通过表2来更直观的体现线圈段总数、一个线圈段301包括的线圈单元数及所需多选开关数量的关系。表2
所需的多选开关的数量
线圈段总数345
翁
'K3182430
CL
逝----
^4243240
塑----
<-5304050作为本发明的另一个优选实施例，线圈段301包括复数个线圈单元，一个线圈段301内的复数个线圈单元通过不同的频率传输射频信号，则可以将一个线圈段301内的复数个线圈单元的射频输出端均连接到一个多选开关302的同一输入端。则所需多选开关302数量为2X (N_segment-N_HeadFeet)。以图3为例，所需多选开关302数量可减少到12个。作为本实用新型的另一个优选实施例，由于线圈段连接的插座的关系，上部和下部的线圈段组合方式可以是不对称的。以人体扫描为例，线圈段对应的插座(socket)在病床(PTAB)上的分布情况如图4所示。以每个线圈段301包括3个线圈单元为例,头颈部401对应一个插座，且头颈部401在上部和下部各需要3个线圈段301，即9个线圈单元。胸部402对应一个插座，且胸部402属于上部，需要3个线圈段301，即9个线圈单元。脊椎部403对应两个插座，且脊椎部403属于下部，需要6个线圈段301，为了便于与插座插接，可将6个线圈段301分为两组，每组9个线圈单元。腹部和腿的上半面404对应一个插座，且腹部和腿的上半面404属于上部，需要6个线圈段301，即18个线圈单元。腿的下半面405对应一个插座，且腿的下半面405属于下部，需要3个线圈段301，即9个线圈单元。与图4对应的，线圈段301与多选开关302的连续关系如图5所示，头颈部401的上部包括的线圈段301有HDU_1、HDU_2和NKU，头颈部401的下部包括的线圈段301有HDL_1、HDL_2和NKL。胸部402包括的线圈段301有B0_1、B0_2和B0_3。腹部包括的线圈段301有PA_A1、PA_A2和PA_A3。腿的上半面包括的线圈段301有PA_R1、PA_R2和PA_R3。脊椎部403包括的线圈段301有SP1-SP6。腿的下半面405包括的线圈段301有PA_LI、PA_L2和PA_L3。多选开关302的输出端连接到一个射频信号接收器，也就是连接到成像控制装置202中的射频接收端(即同轴针接口)。同时连通的线圈段301的组合情况如下I. B0_1+B0_2+B0_3_+SP1+SP2+SP32. HDU_2+NKU+B0_1+HDL_2+NKL+SP13. NKU+B0_1+B0_2+NKL+SP1+SP24. B0_2+B0_3+PA_A1+SP2+SP3+SP45. B0_3+PA_A1+PA_A2+SP3+SP4+SP56. PA_A1+PA_A2+PA_A3+SP4+SP5+SP67. PA_A2+PA_A3+PA_R1+SP5+SP6+PA_L18. PA_A3+PA_R1+PA_R2+SP6+PA_LI+PA_L29. PA_R1+PA_R2+PA_R3+PA_L1+PA_L2+PA_L310. HDU_1+HDU_2+NKU+HDL_1+HDL_2+NKL10种组合方式对应的图例如图6-图15所示，HN对应头颈部401，BA对应胸部402，SP对应脊椎部403，PAA对应腹部，PAR对应腿的上半面，PAL对应腿的下半面405。图6-图15中每个小圈表示一个线圈段301。阴影部分覆盖的3个线圈段301为一次成像扫描时所选的线圈段301，也是对应的射频通道处于连通状态的线圈段301，其它未选择的线圈段301对应的射频通道处于断开状态。如果采用背景技术介绍的方案，输入射频通道需要72个，输出射频通道需要18个，则所需开关元件总数为(72-18) X 18+18=990。而本实施例所需多选开关302数量为3X (12-3)+3X (12-3) =54，明显低于 990。综上，在上部和下部的线圈段组合方式不对称的情况下，本实施例提供计算所需多选开关 302 数量的方式为N_LeftRight x (N_segment_upper-N_HeadFeet) +N_LeftRight x (N_segment_lower_N_HeadFeet), N_segment_upper 表不上部线圈段总数，N_segment_lower表示下部线圈段总数。本实用新型实施例将不同时连通的复数个线圈段复用同一多选开关，所以可减少使用多选开关的数量，并且有助于缩小射频线圈装置的体积和成本。本实用新型公开了一种射频线圈装置及一种磁共振成像设备，以通过较少的开关元件实现控制输入射频通道到输出射频通道的连通关系。该射频线圈装置包括复数个线圈段301 ;多选开关302，其复数个输入端分别连接不同的线圈段301，其输出端通往射频输出通道，其控制端用于接收控制信号，以选择与其输出端连通的线圈段301 ;其中，复数个输入端连接的复数个线圈段301之间在位置上不连续，且所述复数个线圈段301中任意两个线圈段301间隔的线圈段数不小于一次磁共振成像所需的最大线圈段数减I。所述磁共振成像设备包括所述射频线圈装置。上文通过附图和优选实施方式对本实用新型进行了详细展示和说明，然而本实用 新型不限于这些已揭示的实施方式，本领与技术人员从中推导出来的其它方案也在本实用新型的保护范围之内。
权利要求1.一种射频线圈装置，其特征在于，包括 复数个线圈段(301)； 至少一个多选开关(302)，每个多选开关(302)的复数个输入端分别连接不同的所述线圈段(301)，该多选开关(302)的控制端用于接收控制信号以选择与该多选开关的输出端连通的输入端； 其中，一个多选开关(302)的复数个输入端连接的复数个所述线圈段(301)在位置上不连续。
2.如权利要求I所述的射频线圈装置，其特征在于，所述复数个线圈段(301)中任意两个所述线圈段(301)之间间隔的线圈段数不小于一次磁共振成像所需的最大线圈段数减Io
3.如权利要求I所述的射频线圈装置，其特征在于，所述线圈段(301)包括一个线圈单J Li ο
4.如权利要求I所述的射频线圈装置，其特征在于，所述线圈段(301)包括复数个线圈单元，属于同一所述线圈段(301)的复数个所述线圈单元的射频输出端连接到不同的所述多选开关(302)。
5.如权利要求I所述的射频线圈装置，其特征在于，所述线圈段(301)包括复数个线圈单元，属于同一所述线圈段(301)的复数个所述线圈单元采用不同的频率传输射频信号，并且这些线圈单元的射频输出端连接到所述多选开关(302)的一个输入端。
6.一种磁共振成像设备，其特征在于，包括 一个如权利要求1-5中任一项所述的射频线圈装置。
7.如权利要求6所述的磁共振成像设备，其特征在于，还包括一个成像控制装置(202)，用于向所述多选开关(302)的控制端发送控制信号，以选择多选开关(302)中与输出端连通的输入端。
专利摘要本实用新型公开了一种射频线圈装置及一种磁共振成像设备，以通过较少的开关元件实现控制输入射频通道到输出射频通道的连通关系。该射频线圈装置包括复数个线圈段；多选开关，其复数个输入端分别连接不同的线圈段，其输出端通往射频输出通道，其控制端用于接收控制信号，以选择与其输出端连通的线圈段；其中，复数个输入端连接的复数个线圈段之间在位置上不连续，且所述复数个线圈段中任意两个线圈段间隔的线圈段数不小于一次磁共振成像所需的最大线圈段数减1。所述磁共振成像设备包括所述射频线圈装置。
文档编号G01R33/3415GK202676896SQ20122007132
公开日2013年1月16日 申请日期2012年2月29日 优先权日2012年2月29日
发明者汪坚敏, 王澜, 李志宾, 李文明 申请人:西门子(深圳)磁共振有限公司