[发明专利]用于高频的有传输一测量线圈的MR(MAGNETICRESONANCE磁共振)设备

说明书

本发明的一个磁共振设备，它有一个产生均匀主磁场的磁铁系统和一个在所测试的目的物中产生磁共振信号的射频磁铁线圈。

专为X射线断层显示器设计的类似的设备已发表于LOCHERPHILIPSTECHNICALREVIEW，VOl.41，No3，1983/84，PP.73-88。如果在这种设备中采用很强的主磁场，例如高于1特斯拉，这是用于生物体的分光测量所需要的。但是问题在于射频线圈在低于所要求的频率时就开始谐振。造成这种情况的原因主要在于射频线圈和引线的总是存在的杂散电容。这种情况存在的后果是使得射频线圈在较高的频率下毫无用处。

本发明的一个目的是避免上述的限制。为此目的，在开头一段所描述一种磁共振设备，它根据本发明具有以下特征，即射频线圈在激励时和在输出时被分成几块。

由于在根据本发明的磁共振设备中，射频线圈在激励时和在输出时被分成几块，随着所分的块数增加，线圈各匝间的电压降落成比例地减少。因此，杂散电容对射频线圈的谐振频率的影响也减少了。

在一个最佳实施例中，射频线圈被用中心接头和连接孔分成几块。块的数目取决于环境和线圈的特性。例如，一个主体线圈通常分成四块，一个较大的线圈分成两块。

在另一个最佳实施例中，两个中心接头通过作为延迟线的导体相互连接。下文称之为“平衡-不平衡变换连接”。这种延迟线可例如用同轴电缆之类东西组成。电缆的长度应按下述要求选择：能使所采用的频率产生的电延迟。

在另一个最佳实施例中，射频线圈中心接头之间用高频变压器来连接。最好是采用所谓的“带状传输线变压器”。

根据本发明的一些最佳实施例将在下文参照附图详加说明。在附图中

图-1是根据本发明的一种磁共振设备，

图-2是射频线圈的几种结构形式，

图-3是具有λ/2中心接头的射频线圈，

图-4是类似于图-2但结构不同的线圈，

图-5是用高频变压器作为中心接头的射频线圈。

图-1所示的磁共振设备包括：用以产生静态均匀磁场H的磁铁系统2，用以产生梯度磁场的磁铁系统4，分别为磁铁系统2和磁铁系统4供电的电源6和8，一个用来产生射频交变磁场的射频交变磁场及为此目的与射率信号源12相连接。为了检测被测物体由射频发射磁场所产生的磁共振信号，也利用射频线圈10，此时把它接到一个信号放大器14，信号放大器14接到相敏整流器16，整流器又接到中央控制设备18。中央控制设备18控制与射频信号源12相连接的调制器20，与梯度磁场线圈相连的电源8以及一个图形显示监控器22。高频振荡器24同时控制调制器20和相敏整流器16，对测量的信号进行处理。此外，一带冷却管道27的冷却设备26用以对主磁场的磁铁线圈2进行强制冷却，对于电阻线圈，冷却设备可以采用水冷的方式。但对于本设备中所要求的强磁场，例如超导磁铁线圈，就需要采用液氦来冷却。位于磁铁线圈2和4之间的发射线圈10包围着一个测量空间28，对于医疗诊断设备来说，要大到足以放进一个受检查的病人。在测量空间28里，同时存在主磁场H，对目的物选择剖面的梯度磁场和空间均匀交变磁场。在这种情况下，射频线圈10同时具有发射线圈和测量线圈的功能。具有这两种功能的线圈有不同的形式。例如可采用平面线圈作测量线圈。在本发明中，射频线圈10当作为发射线圈时被激励，当作为测量线圈时则输出，这在图-1中未作类似说明。在本文中，线圈10通常是把它看成是发射线圈。对于它作为测量线圈，根据互易定理，同样的考虑也是适用的。对于分别激励，参照图-2作更详细的说明。

图2-A是通常用于磁共振设备的马鞍形线圈。鞍形线圈兼备有相当高的灵敏度，很好的均匀性和紧凑的几何结构。因此常用来作发射线圈和测量线圈。一个鞍形线圈30由两个绕组（COILHALF）32和34组成，并围成设备中的测试空间。每个绕组应大到一定的角度范围，例如达120°。接线端子36和38除了在激励线圈时用作供电端子以外，在输出线圈中产生的磁共振信号时用作测量端子。为了避免叙述上的混乱，本文只对一个绕组作详细说明。由于线圈的对称性，文中所作的描述也适用于另一个绕组。考虑到互易定理在这里是适用的，文中所作的叙述也适用于当线圈用为磁共振信号的测量线圈时，即经过射频线圈激励之后，由于核自旋发出的信号。之后，在主磁场又返回到平衡状态。在图-2B示出一个围成矩形的带有接线端子36和38的绕组32。