[发明专利]用于磁共振成像的薄膜射频检测器线圈

说明书

技术领域

本发明涉及射频(RF)检测器线圈。它具有例如在磁共振(MR)成像和监测系统中的应用。

背景技术

小型共振RF检测器对于活的有机体内的内部磁共振成像(MRI)具有很多应用。尽管小型线圈通常具有低Q因数，但是这个缺点通过与源的紧密耦合而获得的信号噪声比上的总增长而减轻。适当的线圈配置包括单匝或多匝回路、平行的导体传输线、相对的螺管(solenoid)和绕线(meander)。对于血管内成像的更加紧凑的选择方案包括所谓的“无环导管天线”，其测量电场而不是磁场。线圈的类似范围已经用于导管跟踪的选择性应用。

在每种情况下，对于匹配和调谐的需要限制了广泛的临床应用。这个问题可说明如下。通常，线圈(具有电感L和电阻R)必须在线圈谐振的角频率ω₀下与负载R_L匹配。图1a示出采用了用于匹配的第一电容器C_M和用于调谐的第二电容器C_T的一种方法。标准分析显示，C_M和R_L的并联配置可用C_M和等效负载R_L′的串联配置取代，等效负载R_L′取决于R_L、C_M和ω₀，如图1b所示。匹配要求R_L′＝R，进而要求适当选择C_M。C_M和C_T的串联之和显然等同于单个电容器C，如图1c所示。因此，一旦C_M是固定的，则C_T应选择为使得C是谐振所需的总电容。

尽管允许用于3D线圈、集肤效应(skin effect)和材料损耗的模拟方法取得提高，但是不幸的是难于准确地预知电阻R或电感L。线圈电阻固有地取决于频率，接合点提供进一步的电阻损耗，自身的电容对谐振频率产生巨大影响，并且手绕(hand winding)引入可变性。因此，C_M和C_T二者通常都必须采用为了提高匹配程度和谐振频率而不断更新的值而试验性地确定。可容易获得的电容值的集合是有限的，这通常迫使采用多个部件用于C_M和C_T二者。结果，最终的组件常常体积很大，并且可能已经焊接以及重焊接多次。对于大型线圈，最终产品可能是可接受的，但是通常的方法不能实现低成本、小形状因数(form factor)以及再现性，这是导管基的探头的批量开发所需要的，尤其是可抛弃型探头所需要的。一种方案是采用λ/2长度的电缆远程地定位匹配和调谐部件。这种方法可以实现适当的形状因数。匹配和调谐也可采用自动变容二极管基的系统执行。然而，对于低成本、批量生产的线圈，两个方案通常都太复杂。