專利名稱：一種射頻發射線圈裝置的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種線圈裝置，尤其涉及一種用于核磁共振系統的射頻發射線圈
>J-U裝直。
背景技術：
現今流行的主流磁共振系統中，為了將梯度線圈和射頻線圈相隔離，在兩者之間需要有一屏蔽層。該屏蔽層具有低通特性，也就是說對于梯度線圈產生的低頻磁場可以自由通過而對相對高頻的射頻線圈則不能通過，稱之為射頻屏蔽層。·[0003]射頻屏蔽層通常來說可以為一整塊連續的金屬導體層，但由于梯度線圈帶來的渦電流效應，不適合采用大面積的金屬。現在普遍采用的射頻屏蔽層一般會做分層劃縫的處理，對于射頻線圈而言，屏蔽層仍相當于一層電壁。由于光子帶隙(Photonic Band-Gap,簡稱為PBG)具有人造周期性電介質結構，有時也稱為PBG光子晶體結構。微波波段的帶隙常稱為電磁帶隙(ElectromagneticBand-Gap，簡稱為EBG)。基于EBG結構，可以在磁共振的進動頻率范圍形成磁壁。因為發射線圈產生的磁場主要由線圈上的電流產生，而靠近電流源的電壁上會形成一個相位相反的鏡像電流源，這樣兩個電源產生的相位相反磁場相互疊加而部分抵消，導致產生的磁場較弱，如圖Ia所示。而利用一個靠近磁壁的電流源會形成一個相位相同的鏡像電流源，這樣兩個電源產生的相位相同的磁場相互疊加而部分增強，導致產生的磁場較強，如圖Ib所
/Jn o對于空載的線圈來說，假設線圈本身的損耗為r，線圈上的電流大小為I，同樣大小的功率W=I~2*r對應同樣大小的I，而在磁壁方案中，電流I產生場強B+，電壁方案中，電流I產生場強B-，所以空載線圈采用磁壁比采用電壁做屏蔽在發射效率上提高了 (B+/B-) _1 o對于線圈人體負載部分，由于人體負載是由線圈產生電場感應等效而成。對于電壁和磁壁，等效為R的損耗，相同功率所產生的磁場相同。因此采用磁壁比采用電壁方案在發射效率上的提高應考慮上人體負載效應((B+/B-)-l) * (r/(r+R) ) ~0. 5。發射線圈對人體的危害主要用電磁波吸收比值或比吸收率(SpecificAbsorption Rate,簡稱SAR)來反映,SAR源自線圈產生的電場。對于電壁和磁壁附近的電場分布是不一樣的，電壁周圍的電場垂直于電壁分布，如圖2a所不；磁壁周圍的電場平行于磁壁分布，如圖2b所示據此估算出人體上感應的局部電場，電壁比磁壁要強，也就是說局部SAR電壁高于磁壁。
實用新型內容本實用新型所要解決的技術問題是提供一種射頻發射線圈，能夠在線圈外圍形成磁壁，有效提高發射線圈內部產生的圓極化射頻磁場，加強發射線圈對人體的安全性。本實用新型為解決上述技術問題而采用的技術方案是提供一種射頻發射線圈裝置，射頻發射線圈的外圍設置有包含EBG結構的射頻屏蔽層，所述EBG結構的射頻屏蔽層由多個金屬片段拼接構成，所述金屬片段之間形成有縫隙并通過電容相連。進一步地，所述射頻屏蔽層呈圓筒狀，包裹在射頻發射線圈的外圍。進一步地，所述射頻屏蔽層還包括位于金屬片段和發射線圈之間的金屬柱，所述金屬柱用于支撐金屬片段。 進一步地，所述EBG結構為緊湊型EBG結構。進一步地，所述射頻屏蔽層還包括置于金屬片段內側的金屬板，所述金屬柱固定在金屬板上。本實用新型為解決上述技術問題而采用的另一技術方案是提供一種射頻發射線圈裝置，射頻發射線圈包括線圈腿部位和線圈端環，所述線圈腿部位的外圍設置有包含EBG結構的第一射頻屏蔽層，所述線圈端環的外圍設置有由金屬導體構成的第二射頻屏蔽層，所述第一射頻屏蔽層和第二射頻屏蔽層共同構成發射線圈的射頻屏蔽層。進一步地，所述第一射頻屏蔽層包括多個金屬片段，所述相鄰金屬片段之間通過電容相連。進一步地，所述金屬片段之間設有可將電容置于其中的間隙。進一步地，所述射頻發射線圈為鳥籠型結構。進一步地，所述射頻屏蔽層圍設于發射線圈外面且與發射線圈同軸布置。本實用新型對比現有技術有如下的有益效果本實用新型提供的射頻發射線圈，線圈外圍設置有包含EBG結構的射頻屏蔽層，利用電磁帶隙在線圈的外圍形成人造磁壁，代替現有的金屬導體形成的電壁，可以在發射線圈上等電流的情況下有效提高發射線圈內部產生的圓極化射頻磁場。對于無人體負載的情況來說，用EBG結構的射頻屏蔽層形成人造磁壁(AMC)大大提高發射線圈的空載效率。磁共振應用中，發射線圈需要以病人為負載，線圈效率應考慮線圈自身損耗和人體負載兩部分，利用AMC代替普通電壁主要提高了線圈自身損耗部分的效率而對于人體負載則是效率相當，但在同功率情況下可降低人體的局部SAR大小，加強了發射線圈對人體的安全性。
圖Ia為電壁對磁場影響示意圖；圖Ib為磁壁對磁場影響示意圖；圖2a為電壁周圍的電場分布示意圖；圖2b為磁壁周圍的電場分布示意圖；圖3a為本實用新型的射頻屏蔽層的正面結構示意圖；圖3b為本實用新型的射頻屏蔽層的側面結構示意圖；圖4為本實用新型的射頻發射線圈裝置結構示意圖；圖5為本實用新型另一實施例中射頻發射線圈裝置結構示意圖。圖中I第二射頻屏蔽層2第一射頻屏蔽層3射頻屏蔽層4金屬片段5金屬柱6金屬板7電容8線圈腿部位9線圈端環10射頻發射線圈。
具體實施方式
以下結合附圖和實施例對本實用新型作進一步的描述。實施例I圖3為本實用新型的射頻屏蔽層結構示意圖；圖4為本實用新型的射頻發射線圈裝置結構示意圖。請參見圖3和圖4，本實用新型提供的射頻發射線圈裝置，射頻發射線圈10的外圍設置包含有EBG結構的射頻屏蔽層3，所述EBG結構由多個金屬片段4拼接構成，金屬片段4之間形成有縫隙并通過電容7相連，在射頻發射線圈10的外圍形成人造磁壁。較佳地，包含EBG結構的射頻屏蔽層3呈圓筒狀，包裹在射頻發射線圈10的外 圍，可有多種結構和方案來實現，如，較簡單的結構可以由EBG經典的蘑菇(MushRoom)狀結構變形而來如圖3所示,在Mushroom結構的基礎上,金屬片段4為金屬小方片或者其他形狀的結構，金屬片段4由金屬柱5支撐在大面積連續的金屬板6上，包裹在發射線圈外圍時，金屬板6置于金屬片段4內側，金屬片段4之間縫隙中布置有電容7，從而將相鄰的金屬片段4連接在一起，從而形成可包裹整個射頻發射線圈10的圓筒狀人造磁壁，如圖4所示。該結構可大大縮小面積，同面積下的單元數顯著增加，使得一個射頻發射線圈10對應較多數目的單元，達到良好的人造磁壁效果。除此結構以外，其他一些緊湊型EBG結構也可采用構成人造磁壁(AMC)，比如折彎，螺旋，分形構造的小型化EBG單元都可應用于人造磁蔽(AMC)。實施例2圖5為本實用新型另一實施例中射頻發射線圈裝置結構示意圖。請參見圖5，對于廣泛用作射頻發射線圈的一種鳥籠型線圈，鳥籠型線圈包括線圈腿部位8和位于其兩側的線圈端環9，其結構特點決定了磁共振所需的磁場主要由鳥籠線圈腿部位8上的電流所產生，線圈端環9上的電流是無利的，因此可提出一種射頻屏蔽層結構對于線圈腿部位8外周設置有包含EBG結構的第一射頻屏蔽層2，在線圈腿部位8的外圍形成人造磁壁；具體來說，線圈腿部位8外周的第一射頻屏蔽層2是由多個金屬片段4拼接而成、且各個金屬片段4之間形成縫隙并通過電容7相連形成人造磁壁，對于線圈端環9，在外周設置由金屬導體構成的第二射頻屏蔽層1，形成電壁，第一射頻屏蔽層2和第二射頻屏蔽層I共同構成鳥籠線圈的射頻屏蔽層3，該結構的射頻屏蔽層3使得發射線圈10產生的縱向磁場更加均勻。由于EBG結構的周期性特性,不但能構造人造磁壁,也可制造為吸波材料。在磁共振頻段窄頻范圍內，利用EBG做成吸波材料結構也不會復雜，將射頻屏蔽替換為吸波材料也是EBG結構在射頻發射線圈的一種應用。綜上，本實用新型提供的射頻發射線圈應用EBG結構，利用電磁帶隙在線圈的外圍形成人造磁壁，代替現有的金屬導體形成的電壁，可以在發射線圈上等電流的情況下有效提高發射線圈內部產生的圓極化射頻磁場。對于無人體負載的情況來說，用EBG結構的射頻屏蔽層形成人造磁壁(AMC)可以大大提高發射線圈的空載效率。磁共振應用中，發射線圈需要以病人為負載，線圈效率應考慮線圈自身損耗和人體負載兩部分，利用AMC代替普通電壁主要提高了線圈自身損耗部分的效率而對于人體負載則是效率相當，但在同功率情況下可降低人體的局部SAR大小，加強了發射線圈對人體的安全性。[0040]雖然本實用新型已以較佳實施例揭示如上，然其并非用以限定本實用新型，任何本領域技術人員，在不脫離本實用新型的精神和范圍內，當可作些許的修改和完善，因此本 實用新型的保護范圍當以權利要求書所界定的為準。
權利要求1.一種射頻發射線圈裝置，其特征在于，射頻發射線圈的外圍設置有包含EBG結構的射頻屏蔽層，所述EBG結構的射頻屏蔽層由多個金屬片段拼接構成，所述金屬片段之間形成有縫隙并通過電容相連。
2.如權利要求I所述的射頻發射線圈裝置，其特征在于，所述射頻屏蔽層呈圓筒狀，包裹在射頻發射線圈的外圍。
3.如權利要求I所述的射頻發射線圈裝置，其特征在于，所述射頻屏蔽層還包括位于金屬片段和發射線圈之間的金屬柱，所述金屬柱用于支撐金屬片段。
4.如權利要求I或2所述的射頻發射線圈裝置，其特征在于，所述EBG結構為緊湊型EBG結構。
5.如權利要求3所述的射頻發射線圈裝置，其特征在于，所述射頻屏蔽層還包括置于金屬片段內側的金屬板，所述金屬柱固定在金屬板上。
6.一種射頻發射線圈裝置，其特征在于，射頻發射線圈包括線圈腿部位和線圈端環，所述線圈腿部位的外圍設置有包含EBG結構的第一射頻屏蔽層，所述線圈端環的外圍設置有由金屬導體構成的第二射頻屏蔽層，所述第一射頻屏蔽層和第二射頻屏蔽層共同構成發射線圈的射頻屏蔽層。
7.如權利要求6所述的射頻發射線圈裝置，其特征在于，所述第一射頻屏蔽層包括多個金屬片段，所述相鄰金屬片段之間通過電容相連。
8.如權利要求7所述的射頻發射線圈裝置，其特征在于，所述金屬片段之間設有可將電容置于其中的間隙。
9.如權利要求6所述的射頻發射線圈裝置，其特征在于，所述射頻屏蔽層圍設于發射線圈外面且與發射線圈同軸布置。
專利摘要本實用新型公開了一種射頻發射線圈裝置，射頻發射線圈的外圍設置有包含EBG結構的射頻屏蔽層，所述EBG結構的射頻屏蔽層由多個金屬片段拼接構成，所述金屬片段之間形成有縫隙并通過電容相連。本實用新型提供的射頻發射線圈，利用電磁帶隙形成人造磁壁，代替發射線圈外圍用金屬導體形成的電壁結構，從而在發射線圈上等電流的情況下有效提高發射線圈內部產生的圓極化射頻磁場，加強發射線圈對人體的安全性。
文檔編號G01R33/422GK202794490SQ201220278498
公開日2013年3月13日 申請日期2012年6月13日 優先權日2012年6月13日
發明者許啟林 申請人:上海聯影醫療科技有限公司