[实用新型]磁共振柔性线圈巴伦调试装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及磁共振影像系统领域，具体涉及一种磁共振柔性线圈巴伦调试装置。

背景技术

磁共振影像系统(MRI)是核磁共振(NMR)在医学上的一个应用。磁共振影像系统的主磁系统产生一均匀强磁场(称为MRI系统主磁场-B₀)。人体中的氢原子核在B₀场下发生自旋极化。磁极化的氢原子核自旋在人体中产生磁矩i。在没有B₀以外的外磁场激励情况下，该磁矩处于稳态，方向和主磁场B₀方向同轴向，不产生有用的信息。当有外加的均匀的射频(RF)磁场(称为激发磁场或B₁磁场)存在时，人体内磁矩受激产生核磁共振信号，经接受线圈采集，电子线路和软件整合处理后，最终获取磁共振影像系统(MRI)的数据和图像。

具体而言，射频发射线圈在所需探测的图像区域产生B₁磁场，该射频发射线圈由采用功率放大器的受计算机控制的射频发射器驱动。在激发过程中，原子核自旋系统吸收能量，使磁矩绕着主磁场方向进动。在激发后，进动的磁矩将经历自由感应衰减(FID)，释放其吸收的能量并返回稳态。自由感应衰减(FID)过程中释放的能量以射频电磁场向周围传播，在人体受激部分附近放置的接收射频线圈会受此射频电磁场感应而产生感应电压，经前置放大器放大后即得到核磁共振(NMR)信号。接收射频线圈可以是发射线圈本身也可以是专门接收射频信号的独立线圈。集成在主磁场系统中的梯度线圈可以产生附加脉冲梯度磁场，选择性地激发所需要位置的体内的原子核，并对信号进行频率编码和相位编码，在空间频率坐标系(k空间)中建立一幅完整的核磁共振信号图，最终经过傅立叶变换，在寻常空间(R空间)内得到一幅完整的磁共振影像。

置于磁共振腔体内的射频接收线圈除了和腔体内的电磁场发生上面描述的正常感应外，线圈的电缆线部分也会和电磁场发生感应，在电缆线内产生共模电流。这种共模电流是不益的。对于磁共振系统和接收线圈来说，共模电流(信号)是噪声，它的存在降低了线圈的信噪比，影响了磁共振的成像质量。更为严重的是，共模电流也会辐射射频电磁波，导致电缆线发热。当电缆线有缠绕或在腔体内某些特定位置时，这种发热情况会加剧，导致局部电缆线发烫(＞41℃)而灼伤病人。在各国记录的磁共振系统安全事故中，射频灼伤是其中的主要因素之一。由于电磁感应的强度是和电磁场成正比的，共模电流的强度也和磁共振系统的磁场强度成正比。对于高场(3.0T或以上)系统来说，降低电缆线上的共模电流成为线圈设计中的必不可少的考虑。

在线圈设计中，对于电缆线上的共模电流，通用使用巴伦来抑制。当共模电流的频率和巴伦的固有频率一致时，即处于共振频率时，巴伦对共模电流的抑制效应最显著。所以装在线圈上的巴伦要充分起到共模电流抑制作用，对其固有频率的调节是自关紧要的。磁共振系统内的射频电磁波，根据系统的磁场场强是处于特定的频率。对于接收线圈上的巴伦，其固有频率就必须调节到相对应的磁共振系统的射频频率。一般来说，若干个电容和巴伦相连形成谐振回路，其频率为其中f为巴伦频率，L为巴伦的电感值，C为巴伦的电容值，基本就是相接电容的电容值。

所以通过调换相接电容，巴伦的频率可以得到控制。一般而言，巴伦装在线圈的两个部位：电缆线上或和电缆线紧接着的电子线路板上，本文针对装在电子线路板上的巴伦。要给巴伦调换上正确的相接电容，关键要知道现有巴伦的频率。所以巴伦频率的测试至关重要。比较常见的方法是把一个小的感应线圈放置于巴伦附近，感应线圈和网络分析仪相连接。网络分析仪可以对感应线圈发射某频率范围的射频信号，并接收从感应线圈反射回来的相应的射频信号。当巴伦的固有频率属于网络分析仪发射的射频信号的频率范围内时，巴伦会对该频率的射频信号产生共振吸收。在网络分析仪上接收到的反射回来的射频信号在该频率就会有一个低谷。图1是一个典型的网络分析仪上接收到的从感应线圈上反射回来的射频信号。调试人员根据此低谷的频率f_c确定是否需要更换改变并联电容，如需要，则可以根据上面的频率公式确定要更换的电容。

此巴伦频率测试方法实施起来较简单，需要的工具方便易制，对于研发工作非常适用。但由于感应线圈的放置位置，距离，角度等对低谷的位置都会产生影响，因而不同人的测试结果会有差异，同一人在不同时的测试结果也会有差异。对于大批量生产所要求的重复性和一致性的质量标准，此方法尚有较大差距。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是提供一种测试准确可靠、使用简单方便、测试效率高的磁共振柔性线圈巴伦调试装置。