[实用新型]一种用于磁共振成像系统的膝盖射频线圈

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种用于磁共振成像系统的膝盖射频线圈，尤其涉及到一种采用液氮制冷并用具有接收或发射/接收的线圈导体进行诊断的射频线圈。

背景技术

目前，磁共振成像技术已广泛应用于世界上各个大型医疗机构并且在医学实践中取得了巨大而独特的效益。这些磁共振成像技术不仅具有在识别和评估病理、判断受测组织健康状况方面的医学诊断价值，还广泛应用于临床和研究中；虽然通过不懈的努力，磁共振成像已获得长足的进步，但是磁共振成像还有进一步改善的需要，如更高的对比度、增强的信噪比、更快的采集速度和/或更高的空间和时间分辨率；线圈是拾取磁共振信号的核心部件，线圈拾取信号的能力大小以及质量的高低，对成像质量有直接的至关重要的影响，磁共振成像系统中，人体中质子受激发后发出的磁共振信号是很微弱的。线圈的一个重要的指标是品质因子，一般简写为Q，它由线圈的谐振峰的中心频率除以谐振峰的宽度而得，它反映的是线圈接收信号和排除干扰的能力，在线圈可用带宽大于磁共振系统所需带宽的前提下，空载Q通常是越高越好。决定线圈的Q的主要因素是整个线圈回路中的电阻，主要是导体中的电阻，导体电阻越大，线圈的Q也就越低，成像品质越差。

现有采用的方法为：通过改进布线来降低线圈重叠部位耦合电容，从而提高线圈的Q值，但因受限于常温铜导体内固有电阻，Q值仍然不够高，与电子热噪声关联的图象噪声影响成像清晰度，使用的导体为常温铜导体，成像过程中，为了减弱铜导体中与电子热噪声以及固有电阻带来的影响，必须通过延长扫描时间来提高信噪比，从而导致设备使用成本的提高；目前常用的线圈设计主要基于常温导体，普遍都不能获得较高的空载Q。

发明内容

本实用新型要解决的技术问题是提供一种用于磁共振成像系统的膝盖射频线圈，该线圈与各类磁共振系统配合使用，主要膝关节、腕关节、踝关节等部位的临床扫描，辅助医务人员进行诊断。

为了解决上述技术问题，本实用新型提供了一种用于磁共振成像系统的膝盖射频线圈，该射频线圈包括线圈外壳、真空罩、液氮罐装置、线圈导体、信号传输线和低噪声前置放大器，该射频线圈为至少一个射频接收线圈或至少一个可操作性的既可发射也可接收的射频线圈，所述线圈导体由端环以及连接该端环的互相平行的偶数个腿组成，线圈导体上设有谐振电容，所述谐振电容两端与线圈导体连接，谐振电容两端的电压差可转化为磁共振系统可利用的信号；所述线圈导体采用高通、低通和带通三种结构，根据谐振电容在线圈导体中不同位置来判定线圈导体结构。

所述信号传输线一端设有磁共振系统连接端口，所述信号传输线连接线圈导体，并穿过真空罩及外壳与磁共振系统连接端口相连接，所述磁共振系统连接端口为接收端口或接收/发射端口，所述液氮罐装置设置于真空罩内，所述液氮罐装置包括液氮罐，所述液氮罐上设有至少一个液氮加注管，所述液氮加注管穿过外壳和真空罩，所述线圈导体放置在液氮罐和真空罩隔离出的一个公共真空室内。所述真空罩为中通密封圆柱体，真空罩上设有真空抽口，真空罩上设有至少三个孔，所述液氮加注管、信号传输线和真空抽口穿过孔，所述线圈导体信号输出端与低噪声前置放大器相连，所述外壳下端设有支持装置。

作为本实用新型的进一步改进，所述线圈导体部分或全部设置在液氮罐内部或外部，线圈导体部分或全部通过非磁性电绝缘低温传导材料与液氮罐外表面接触。  

作为本实用新型的进一步改进，所述公共真空室内设有非磁性非金属的保温材料，所述保温材料为珠光砂或气凝胶毡。

与现有技术相比，本实用新型具有下列优点。

（1）本实用新型中涉及的线圈导体采用非超导材料、超导材料或高温超导材料，线圈导体可以做为接收线圈使用，也可以做为接收/发射线圈使用，产生的电磁场高度均匀，而且线圈有高度对称性，容易实现正交发射和接收，具有较好的正交接收以及激发性能，正交发射时，其功耗低，正交接收时，信噪比较非正交接收的线圈高。

（2）所述线圈导体采用高通、低通和带通三种结构，高通型鸟笼线圈的谐振电容均焊在端环导体上，低通型的谐振电容焊在每根腿导体中间，带通型线圈则在端环和腿上都布有电容，根据不同的主磁场方向可以选择不同类型的线圈导体。

（3）通过对线圈导体用液氮制冷，降低导体的电阻，使用普通导体在低温下、电阻会明显降低，而当使用可在液氮温度下工作的高温超材料作为导体时，电阻可以降低到忽略不计的程度，从而大幅提高线圈的Q；导体中的电子热噪声正比于温度和电阻的乘积，当温度从室温降低到液氮温度时，线圈导体中的电子热噪声会大幅降低。