[实用新型]一种射频发射线圈装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种线圈装置，尤其涉及一种用于核磁共振系统的射频发射线圈装置。 

背景技术

现今流行的主流磁共振系统中，为了将梯度线圈和射频线圈相隔离，在两者之间需要有一屏蔽层。该屏蔽层具有低通特性，也就是说对于梯度线圈产生的低频磁场可以自由通过而对相对高频的射频线圈则不能通过，称之为射频屏蔽层。 

射频屏蔽层通常来说可以为一整块连续的金属导体层，但由于梯度线圈带来的涡电流效应，不适合采用大面积的金属。现在普遍采用的射频屏蔽层一般会做分层划缝的处理，对于射频线圈而言，屏蔽层仍相当于一层电壁。 

由于光子带隙（Photonic Band-Gap，简称为PBG）具有人造周期性电介质结构，有时也称为PBG光子晶体结构。微波波段的带隙常称为电磁带隙（Electromagnetic Band-Gap，简称为EBG）。基于EBG结构，可以在磁共振的进动频率范围形成磁壁。因为发射线圈产生的磁场主要由线圈上的电流产生，而靠近电流源的电壁上会形成一个相位相反的镜像电流源，这样两个电源产生的相位相反磁场相互叠加而部分抵消，导致产生的磁场较弱，如图1a所示。而利用一个靠近磁壁的电流源会形成一个相位相同的镜像电流源，这样两个电源产生的相位相同的磁场相互叠加而部分增强，导致产生的磁场较强，如图1b所示。 

对于空载的线圈来说，假设线圈本身的损耗为r，线圈上的电流大小为I，同样大小的功率W=I^2*r对应同样大小的I，而在磁壁方案中，电流I产生场强B+，电壁方案中，电流I产生场强B-，所以空载线圈采用磁壁比采用电壁做屏蔽在发射效率上提高了：(B+/B-)-1。 

对于线圈人体负载部分，由于人体负载是由线圈产生电场感应等效而成。对于电壁和磁壁，等效为R的损耗，相同功率所产生的磁场相同。因此采用磁壁比采用电壁方案在发射效率上的提高应考虑上人体负载效应：（(B+/B-)-1）*（r/(r+R)）^0.5。 

发射线圈对人体的危害主要用电磁波吸收比值或比吸收率(Specific Absorption Rate，简称SAR)来反映，SAR源自线圈产生的电场。对于电壁和磁壁附近的电场分布是不一样的，电壁周围的电场垂直于电壁分布，如图2a所示；磁壁周围的电场平行于磁壁分布，如图2b所示：据此估算出人体上感应的局部电场，电壁比磁壁要强，也就是说局部SAR电壁 高于磁壁。 

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种射频发射线圈，能够在线圈外围形成磁壁，有效提高发射线圈内部产生的圆极化射频磁场，加强发射线圈对人体的安全性。 

本实用新型为解决上述技术问题而采用的技术方案是提供一种射频发射线圈装置，射频发射线圈的外围设置有包含EBG结构的射频屏蔽层，所述EBG结构的射频屏蔽层由多个金属片段拼接构成，所述金属片段之间形成有缝隙并通过电容相连。 

进一步地，所述射频屏蔽层呈圆筒状，包裹在射频发射线圈的外围。 

进一步地，所述射频屏蔽层还包括位于金属片段和发射线圈之间的金属柱，所述金属柱用于支撑金属片段。 

进一步地，所述EBG结构为紧凑型EBG结构。 

进一步地，所述射频屏蔽层还包括置于金属片段内侧的金属板,所述金属柱固定在金属板上。 

本实用新型为解决上述技术问题而采用的另一技术方案是提供一种射频发射线圈装置，射频发射线圈包括线圈腿部位和线圈端环，所述线圈腿部位的外围设置有包含EBG结构的第一射频屏蔽层，所述线圈端环的外围设置有由金属导体构成的第二射频屏蔽层，所述第一射频屏蔽层和第二射频屏蔽层共同构成发射线圈的射频屏蔽层。 

进一步地，所述第一射频屏蔽层包括多个金属片段,所述相邻金属片段之间通过电容相连。 

进一步地，所述金属片段之间设有可将电容置于其中的间隙。 

进一步地，所述射频发射线圈为鸟笼型结构。 

进一步地，所述射频屏蔽层围设于发射线圈外面且与发射线圈同轴布置。