[实用新型]一种用于核磁共振的射频线圈

说明书

本实用新型一种用于核磁共振的射频线圈，采用多个射频线圈单元环状串联的方式，在沿环形排列的若干个目标区域同时发射和接收射频信号，实现对于较大范围环状区域的核磁共振信号测量；可以通过调整各个射频线圈单元间的间隔角度和单元个数来实现射频磁场场形的调整，设计优化过程简单；本实用新型一种用于核磁共振的射频线圈，在沿圆周分布的若干个目标区域内，有着较好的磁场均匀度，可以同时接收沿圆周分布的较大区域上的核磁共振信号，实现大尺寸样品的测量，可以方便地获得样品的整体信息。

技术领域

本实用新型涉及核磁共振技术领域，尤其涉及一种用于核磁共振的射频线圈。

背景技术

核磁共振是物质原子核磁矩在外磁场的作用下发生能级分裂，并在外加射频磁场的作用下产生能级跃迁的物理现象。自1946年美国科学家Bloch、Purcell等人发现核磁共振吸收现象以来，核磁共振技术在波谱学、医学成像等领域都得到了空前的发展，极大地推动了人类社会的进步。

应用于低场核磁共振领域传统的射频线圈结构一般有螺线管线圈、平面螺旋线圈和弧面螺旋线圈。传统的射频线圈仅有一个目标区域，测量范围有限，在一些需要获得大尺寸样品整体信息的情况下，需要多次调整射频线圈位置进行测量，严重影响测量效率。

实用新型内容

为克服现有技术的不足，本实用新型的目的在于提供一种结构简单、实现大尺寸样品的测量的用于核磁共振的射频线圈。

为实现上述目的，本实用新型的技术方案是：一种用于核磁共振的射频线圈，所述射频线圈是由多个射频线圈单元沿圆周方向互相隔开一定间隔串联形成的射频线圈组。

进一步地，所述射频线圈单元呈螺旋形。

进一步地，所述射频线圈单元呈矩形螺旋形。

进一步地，所述射频线圈单元要进行以高信噪比为目标的优化设计，目标区域的信噪比与影响因素之间的关系如下所示：

B0是目标区域内的静态磁场幅值；B1是目标区域内射频磁场的幅值；δ_i为目标点处的射频磁场与主磁场的夹角；i是射频线圈中的激励电流幅值；R是射频线圈的交流电阻；V_sample是目标点处的样品体积。

从上述计算公式可以看出，线圈的信噪比SNR与静态磁场平方B02以及射频磁场B1成正比，与整个系统的射频等效交流电阻的成反比，因此射频磁场及等效交流电阻的准确计算是优化的前提，由于核磁共振系统中的射频线圈工作在kHz-MHz的频率范围内，等效交流电阻的计算没有精确地解析公式，而现在常用的有限元分析软件耗时很长，影响设计优化效率，因此，对于射频线圈的等效交流电阻R我们采用部分等效元电路(PEEC)法进行计算，将射频线圈等效成若干个小单元的组合，计算出小单元的部分电阻、电感和电容，把射频线圈看成是一个由若干个集总电路元件总成的电路网络，通过求解该电路的等效方程来计算射频线圈的等效交流电阻，将射频线圈的电磁场计算问题转化成电路域的问题，通过求解电路方程得到每个小单元的等效电流和电压后，目标区域的射频磁场B1就可以通过矢量叠加的方式得到；建立射频线圈等效交流电阻的快速计算模型后，我们可以采用正交设计或均匀设计，给出一系列参数组合，计算每种参数组合对应的信噪比，以信噪比最大化为目标，找到最优的参数组合，也可以考虑结合遗传算法等高效的优化算法；完成射频线圈优化设计后，通过射频线圈组整体结构进行优化，通过调整相邻射频线圈基本单元的间隔角度和射频线圈基本单元的数量对于目标区域射频磁场的场形进行调整。