專利名稱：雙頻射頻表面線圈的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及磁共振技術(shù)，特別涉及核磁共振上的雙頻射頻表面線圈的技術(shù)。
背景技術(shù)：
隨著磁共振技術(shù)的發(fā)展，除了常規(guī)的氫核子的成像掃描，對于其他少數(shù)核子如31P，13C，23Na等的研究，尤其是磁共振波譜掃描(MRS)越來越多用于人類新陳代謝類疾病的研究。其中以31P譜的研究多ー些主要用于缺血性心臟疾病，和癌癥的早期探測。目前波譜技術(shù)主要應(yīng)用于高場系統(tǒng)け^も^^講甚至更高)。這些多核應(yīng)用需要射頻線圈能夠同時(shí)工作在兩種核子的共振頻率。目前用于NMR的高場磁共振系統(tǒng)的雙頻表面線圈設(shè)計(jì)有兩種方式7T核磁共振上以1H和31P為例(7T核磁共振上還有1H和13C^1H和2WH和19F等)，I)第一種方式是用ー個(gè)單線圈實(shí)現(xiàn)兩種核子31P (7T系統(tǒng)的工作頻率是121Mhz)和1H的調(diào)諧，利用的原理是將本身線圈可以等效為串聯(lián)成ー個(gè)回路的四個(gè)電容，將其中的ー個(gè)電容用以對并聯(lián)諧振來替代，如圖1所示，電感ー LI和電容ー Cl并聯(lián)，在磷頻率(f=121Mhz)呈現(xiàn)電感,而在氫頻率(f=300Mhz)上呈現(xiàn)電容，從而達(dá)到雙頻諧振的目的，這種方法的特點(diǎn)是，設(shè)計(jì)簡單，結(jié)構(gòu)緊湊，只用了一個(gè)線圈単元，其不足是對于兩個(gè)頻率上的工作，一般來說按照較低頻率(121Mhz)優(yōu)化，導(dǎo)致并聯(lián)諧振回路的頻率接近300Mhz,這種情況下在高頻(300Mhz)的信噪比的損耗會(huì)比較大，一般會(huì)下降50%左右，品質(zhì)因數(shù)也不高，同時(shí)在兩個(gè)頻率上的匹配電路也比較困難。2)第二種方式用兩個(gè)單獨(dú)線圈來構(gòu)成雙頻線圈，如圖2所示，外圈為諧振在1H上的高 頻線圈，內(nèi)圈為諧振在31P上的低頻線圈，現(xiàn)有線圈一般都可等效為串聯(lián)成ー個(gè)回路的四個(gè)電容，其中，為了實(shí)現(xiàn)內(nèi)外兩個(gè)線圈之間的隔離，在內(nèi)圈設(shè)置了兩個(gè)并聯(lián)諧振，在內(nèi)圈上選擇相對的兩個(gè)電容各自并聯(lián)ー個(gè)電感，即電容ニ C2與電感ニL2并聯(lián)，電容三C3與電感三L3并聯(lián)，分別組成ー個(gè)并聯(lián)諧振，電容ニ C2與電感ニ L2諧振在300Mhz的頻率上，在121Mhz的頻率上呈現(xiàn)電感，電容三C2與電感三L3與之相同，目前這種設(shè)計(jì)中，內(nèi)圈線圈和外圈線圈都是采用集總電路形式設(shè)計(jì)，外圈基本上不另外放置諧振電路，這種方式可以滿足普通的實(shí)驗(yàn)要求，但同時(shí)由于外圈采用的是集總電容的方式，需要多個(gè)電容來形成諧振，從而導(dǎo)致外圈的品質(zhì)因數(shù)不高，很難取得較好的信噪比，品質(zhì)因數(shù)(quality factor)是用來描述諧振電路的能量損耗的ー個(gè)重要參數(shù),有時(shí)也用Q值來表示，Q值越高，代表天線自身的損耗越低，換而言之，也就是天線接收的靈敏度越高，另ー個(gè)缺點(diǎn)是，當(dāng)內(nèi)圈工作在交底頻率時(shí)，如121Mhz時(shí)，外圈對內(nèi)圈仍然存在著耦合的問題，也就是說，外圈會(huì)導(dǎo)致內(nèi)圈的一定頻率漂移，甚至多達(dá)3_5Mhz。為了解決上述技術(shù)問題，申請人承接了編號為“2012BAI23B08”的國家科技支撐項(xiàng)目。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題，就是為了解決現(xiàn)在磁共振系統(tǒng)中雙頻射頻表面線圈信噪比不高的缺點(diǎn)，提供ー種雙頻射頻表面線圈。本發(fā)明解決所述技術(shù)問題，采用的技術(shù)方案是，雙頻射頻表面線圈,包括內(nèi)圈線圈及外圈線圈，內(nèi)圈線圈包括兩個(gè)對應(yīng)的并聯(lián)諧振，其特征在于，外圈線圈包括電容四、電容五、電容六、電容七、電容八、電容九、電感八、電感九、兩個(gè)由銅箔制成的微帶線、兩個(gè)由寬度大于微帶線的銅箔制成的地線，分別為地線ー及地線ニ，微帶線位于地線一及地線ニ上方，微帶線與地線ー及地線ニ之間具有一定厚度的特氟龍介質(zhì)夾層，兩個(gè)微帶線通過電容四連接，兩個(gè)微帶線未與電容四連接的一端與電容五、電容六及電容七中的ー個(gè)或兩個(gè)電容的一端相連，電容五、電容六及電容七的一端都只與ー個(gè)微帶線連接，其的另一端與地線一或地線ニ連接，電容八與電感八組成外圈并聯(lián)諧振一，電容九與電感九組成外圈并聯(lián)諧振ニ，地線ー的一端通過外圈并聯(lián)諧振一與地線ニ的一端連接，地線ー的另一端通過外圈并聯(lián)諧振ニ與地線ニ的另一端連接，外圈并聯(lián)諧振與內(nèi)圈線圈的并聯(lián)諧振在位置上相對應(yīng)。具體的，所述一定厚度的特氟龍介質(zhì)夾層為5mm厚度。進(jìn)ー步的，所述微帶線的寬度為 7mm,地線的寬度為12mm。本發(fā)明的有益效果是，通過上述雙頻射頻表面線圈，可以明顯提高外圈線圈的信噪比，使得常規(guī)集總電容設(shè)計(jì)的方法導(dǎo)致的外圈信噪比較低的問題不再出現(xiàn)，且當(dāng)外圈線圈在工作時(shí)，由于其上放置了兩個(gè)諧振電路，使得外圈線圈對內(nèi)圈線圈的耦合問題得以改善，使內(nèi)外圈的信噪比和隔離度提升，可以通過外圈線圈得到清晰的定位圖像，通過內(nèi)圈線圈得到較好的波譜。


圖1是現(xiàn)有雙頻線圈的電路框圖。圖2是現(xiàn)有由兩個(gè)線圈單元來構(gòu)成雙頻線圈的電路框圖。圖3是本發(fā)明實(shí)施例中雙頻射頻表面線圈的電路框圖。
具體實(shí)施例方式
下面結(jié)合附圖及實(shí)施例，詳細(xì)描述本發(fā)明的技術(shù)方案。本發(fā)明的雙頻射頻表面線圈，包括內(nèi)圈線圈及外圈線圈，內(nèi)圈線圈包括兩個(gè)對應(yīng)的并聯(lián)諧振，外圈線圈包括電容四C4、電容五C5、電容六C6、電容七C7、電容八C8、電容九C9、電感八L8、電感九L9、兩個(gè)由銅箔制成的微帶線W、兩個(gè)由寬度大于微帶線的銅箔制成的地線，分別為地線ー GNDl及地線ニ GND2，其中，微帶線W位于地線一 GNDl及地線ニ GND2上方，微帶線W與地線ー GNDl及地線ニ GND2之間具有一定厚度的特氟龍介質(zhì)夾層，兩個(gè)微帶線W通過電容四C4連接，兩個(gè)微帶線W未與電容四C4連接的一端與電容五C5、電容六C6及電容七C7中的一個(gè)或兩個(gè)電容的一端相連，電容五C5、電容六C6及電容七C7都只與ー個(gè)微帶線W連接，其的另一端與地線ー GNDl或地線ニ GND2連接，電容八C8與電感八L8組成外圈并聯(lián)諧振一，電容九C9與電感九L9組成外圈并聯(lián)諧振ニ，地線ー GNDl的一端通過外圈并聯(lián)諧振一與地線ニ GND2的一端連接，地線ー GNDl的另一端通過外圈并聯(lián)諧振ニ與地線ニ GND2的另一端連接，外圈并聯(lián)諧振與內(nèi)圈線圈的并聯(lián)諧振在位置上相對應(yīng)。實(shí)施例本例以H核磁共振上的1H和31P為例，其電路框圖如圖3。首先雙頻射頻表面線圈，包括內(nèi)圈線圈及外圈線圈，內(nèi)圈線圈包括兩個(gè)對應(yīng)的并聯(lián)諧振(分別由電容十Cio和電感十lio、電容^ Cii和電感^ Lii組成),外圈線圈包括電容四C4、電容五C5、電容六C6、電容七C7、電容八C8、電容九C9、電感八L8、電感九L9、兩個(gè)由銅箔制成的微帶線W、兩個(gè)由寬度大于微帶線的銅箔制成的地線，分別為地線ーGNDl及地線ニ GND2，其中，微帶線W位于地線一 GNDl及地線ニ GND2上方，微帶線W與地線一 GNDl及地線ニ GND2之間具有一定厚度的特氟龍介質(zhì)夾層，由于在高頻上特氟龍具有低介電常數(shù)、低損耗角等特點(diǎn)，因此采用特氟龍介質(zhì)可以獲得相對較高的品質(zhì)因數(shù)，兩個(gè)微帶線W通過電容四C4連接，兩個(gè)微帶線W未與電容四C4連接的一端與電容五C5、電容六C6及電容七C7中的一個(gè)或兩個(gè)電容的一端相連，電容五C5、電容六C6及電容七C7都只與一個(gè)微帶線W連接，其的另一端與地線ー GNDl或地線ニ GND2連接，例如，若將兩個(gè)微帶線分為微帶線ー及微帶線ニ，則電容五C5的一端與微帶線一未與電容四C4連接的一端相連，電容五C5便不能與微帶線二相連，電容五C5的另一端與地線ー GNDl相連，電容六C6及電容七C7的一端與微帶線ニ未與電容四C4連接的一端相連，電容六C6及電容七C7也不能與微帶線一相連，而電容六C6及電容七C7的另一端也與地線ー GNDl相連；電容八C8與電感八L8組成外圈并聯(lián)諧振一，電容九C9與電感九L9組成外圈并聯(lián)諧振ニ，地線ー GNDl的一端通過外圈并聯(lián)諧振一與地線ニ GND2的一端連接，地線ー GNDl的另一端通過外圈并聯(lián)諧振ニ與地線ニ GND2的另一端連接，外圈并聯(lián)諧振與內(nèi)圈線圈的并聯(lián)諧振在位置上相對應(yīng)。 本例中，由于是使用在1H和31P吋，因此微帶線W為寬度7mm的銅箔，地線(包括地線ー GNDl及地線ニ GND2)為寬度為12mm的銅箔，特氟龍介質(zhì)夾層的厚度為5mm。在300Mhz的頻率下，微帶線相對于常規(guī)的集總天線來說，明顯呈現(xiàn)出損耗低，信噪比高的優(yōu)點(diǎn)。根據(jù)測試，諧振在300Mhz的外圈線圈空載Q值為190，有載Q值為90，而普通的同樣的諧振在300Mhz的集總元件構(gòu)成的外圈線圈，空載Q值只有110，有載Q值只有20，內(nèi)圈相對外圈來說，工作頻率較低(諧振在121. 6Mhz)，為了電路設(shè)計(jì)簡單，仍然可以采用集總電路設(shè)計(jì)，能夠獲得可以接受的結(jié)果；當(dāng)內(nèi)圈工作在121Mhz的時(shí)候，由于外圈線圈中具有的兩個(gè)外圈并聯(lián)諧振，外圈線圈對內(nèi)圈線圈沒有影響，且內(nèi)圈線圈中也具有兩個(gè)并聯(lián)諧振可以保證當(dāng)外圈線圈工作在300Mhz時(shí)，內(nèi)圈線圈對外圈線圈具有良好的隔離。本發(fā)明所述的方案也可以應(yīng)用于1H和13Cj和23Naj和19F等，根據(jù)應(yīng)用改變微帶線和地線的寬度，及特氟龍介質(zhì)夾層的厚度即可。
權(quán)利要求
1.雙頻射頻表面線圈，包括內(nèi)圈線圈及外圈線圈，內(nèi)圈線圈包括兩個(gè)對應(yīng)的并聯(lián)諧振，其特征在于,外圈線圈包括電容四、電容五、電容六、電容七、電容八、電容九、電感八、電感九、兩個(gè)由銅箔制成的微帶線、兩個(gè)由寬度大于微帶線的銅箔制成的地線，分別為地線一及地線二，微帶線位于地線一及地線二上方，微帶線與地線一及地線二之間具有一定厚度的特氟龍介質(zhì)夾層，兩個(gè)微帶線通過電容四連接，兩個(gè)微帶線未與電容四連接的一端與電容五、電容六及電容七中的一個(gè)或兩個(gè)電容的一端相連，電容五、電容六及電容七的一端都只與一個(gè)微帶線連接，其的另一端與地線一或地線二連接，電容八與電感八組成外圈并聯(lián)諧振一，電容九與電感九組成外圈并聯(lián)諧振二，地線一的一端通過外圈并聯(lián)諧振一與地線二的一端連接，地線一的另一端通過外圈并聯(lián)諧振二與地線二的另一端連接，外圈并聯(lián)諧振與內(nèi)圈線圈的并聯(lián)諧振在位置上相對應(yīng)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述雙頻射頻表面線圈，其特征在于，所述一定厚度的特氟龍介質(zhì)夾層為5mm厚度。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述雙頻射頻表面線圈，其特征在于，所述微帶線的寬度為7mm,地線的寬度為12mm。
全文摘要
本發(fā)明涉及磁共振技術(shù)。本發(fā)明解決了現(xiàn)有磁共振系統(tǒng)中雙頻射頻表面線圈信噪比不高的問題，提供了一種雙頻射頻表面線圈，其技術(shù)方案可概括為外圈線圈不再采用常規(guī)的集總電路設(shè)計(jì)，而是采用微帶天線設(shè)計(jì)，并實(shí)現(xiàn)內(nèi)外圈線圈之間的徹底去耦。本發(fā)明的有益效果是，外圈信噪比較高，適用于核磁共振上的雙頻射頻表面線圈。
文檔編號G01R33/36GK103033778SQ201210528818
公開日2013年4月10日 申請日期2012年12月10日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月10日
發(fā)明者鄒學(xué)明, 郜發(fā)寶, 王子溶, 張巍巍 申請人:奧泰醫(yī)療系統(tǒng)有限責(zé)任公司