[实用新型]嵌入式梯度及射频集成线圈及带有该集成线圈的磁共振设备

说明书

本实用新型涉及一种嵌入式梯度及射频集成线圈及带有该集成线圈的磁共振设备。该嵌入式梯度及射频集成线圈，包括至少一个梯度线圈和一个射频线圈，梯度线圈的导体在一空心圆柱体的区域内延伸，其中梯度线圈由X梯度线圈、Y梯度线圈和Z梯度线圈组成，射频线圈包括高频天线和射频屏蔽，高频天线设置在空心圆柱体的中部区域，射频屏蔽沿径向在外面围绕高频天线延伸的布置，高频天线由射频屏蔽包裹形成谐振腔，梯度线圈穿过高频天线与射频屏蔽之间，或者射频屏蔽卡固在梯度线圈内。本实用新型的优点在于：梯度线圈嵌入到谐振腔中，节省了空间，从而梯度线圈的性能可以设计得更高,并且节省了成本，相同成本制造的磁体给病人的空间可以更大。

技术领域

本发明涉及一种嵌入式梯度及射频集成线圈及带有该集成线圈的磁共振设备。

技术背景

在现代医疗技术中，磁共振成像设备是一种常用的医疗设备，其原理是利用磁共振现象来检测被测的人体或样品，检查被测部分的密度分布、松弛时间分布等,并由测得的数据以图像形式显示出被检查的人体或样品部分的断面图像或三维图像。在这种磁共振设备中，由一基本磁场磁体产生的静态基本磁场，与由一梯度线圈系统产生的快速切换的梯度磁场重叠。在此磁共振设备中还包括一用于向被检查的人体或样品施加高频旋转磁场以激发磁共振信号或可以接受人体或样品中产生的磁共振信号的射频线圈装置。

为了产生梯度磁场，需要调节在梯度线圈系统的梯度线圈中相应的电流，需要的电流根据不同的磁场场强及爬升率大约在几十安培到几百安培。由于梯度线圈系统通常会被导电结构包围，因此切换的梯度磁场会在该结构中感应出涡流。伴随涡流产生的磁场是不希望得到的，因为它会在没有反向控制措施的情况下消弱梯度磁场，并且使它的随时间变化的曲线失真，这将损害磁共振图像的品质。

涡流磁场造成的梯度磁场失真可以通过控制参数的预失真来补偿。此外，使用带主动屏蔽的梯度线圈系统也是一种有效的方法。

为了消除高频线圈和梯度线圈之间的耦合，通常在梯度线圈和高频线圈之间有高频屏蔽层，起到隔离及消除耦合的作用。这种高频屏蔽层的特点是允许由梯度线圈系统产生的低频段内的电磁场通过，但不允许由高频天线产生的高频区段内的磁场通过。

磁共振设备中的高频天线有很多种类和不同形状。通常的类型有鸟笼线圈、螺旋管线圈、鞍状线圈、亥姆霍兹线圈、相控阵线圈、横向电磁模线圈、环状线圈等。

高频天线一般来说，屏蔽层是和线圈是可分离的独立的两部分。

在水平场的超导磁体的磁共振系统中，常用的高频发射天线通常需要直径660mm的空间，内表面直径600mm,对于带有主动屏蔽的梯度线圈通常需要直径880mm的空间。

在MRI系统中，梯度线圈(gradient coils)性能的好坏直接影响到MRI系统的成像速度和成像质量。线性磁场梯度用于空间编码,梯度线圈用于产生这些线性磁场梯度。梯度线圈是核磁共振系统的关键部件，其性能决定着成像速度、清晰度、噪音大小等。而提高梯度线圈性能的关键在于梯度线圈的设计方法。

通常地，一个梯度线圈整体包括三个互为正交方向的X轴梯度线圈组件，Y轴梯度线圈组件以及Z轴梯度线圈组件，以对物体进行三维成像，其中各方向的梯度线圈组件分别可以包括一个梯度线圈和一个反向梯度线圈，反向梯度线圈也称屏蔽线圈。图1为Y轴梯度线圈组件的结构示意图，包括Y梯度线圈106和Y反向梯度线圈102，其中Y反向梯度线圈包围在Y梯度线圈的外侧，对于X轴其结构示意图是类似的，且围绕中心轴相差90度布置。图2为Z轴梯度线圈组件的结构示意图，包括环形的Z梯度线圈107和环形的Z反向梯度线圈103，Z反向梯度线圈包围在Z梯度线圈的外侧。