[发明专利]一种基于分形复合左/右手微带线的磁共振成像射频线圈

说明书

本发明涉及一种分形复合左/右手微带线的磁共振成像射频线圈，其中每个射频通道由H分形结构复合左/右手微带设计，包括：介质基板、接地板、金属贴片，所述接地板位于介质基板的背面，金属贴片设于介质基板的正面。所述金属贴片由第一低阻抗微带、第一高阻抗微带、第二高阻抗微带、第二低阻抗微带，高低阻抗微带通过第一非磁性贴片电容连接，形成以第二非磁性贴片电容为中心对称分布的复合左/右手微带线结构。复合左/右手微带线设计对于提高感兴趣区域成像信噪比提供了一种新的设计方法，而H分形结构可以进一步提高感兴趣区域的磁场均匀性。该设计可以在乳房线圈、头部线圈、颈部线圈、膝盖线圈等射频线圈中运用，使得磁共振图像更加清晰。

技术领域

本发明涉及磁共振成像技术领域，涉及一种基于分形复合左/右手微带 线的射频线圈，更具体地说是一种为提高磁共振成像射频线圈中磁场强度和 均匀性的基于分形复合左/右手微带线的磁共振成像射频线圈。

背景技术

作为一种新型医学成像手段，磁共振成像技术在临床医学上和疾病诊断 中具有很大的优越性，尤其是在面向阿尔茨海默症和帕金森症等功能退化性 疾病的应用中。磁共振成像的基本原理是将人体置于特殊编码的强磁场中， 用无线电射频脉冲激发人体氢原子核，使人体氢原子核(¹H)吸收并存储能 量。当停止无线电射频脉冲后，人体氢原子核(¹H)按特定的激发频率释放 出无线电射频信号，并将存储的能量释放出来，被射频线圈所探测接收，然 后经过电子计算机的分析处理，从而获得幅度或者相位图像。由于磁共振成 像设备采集的射频信号非常微弱，极易受到外界噪声的干扰。因此，提高信 噪比(Signal-to-Noise Ratio,SNR)是磁共振成像的首要任务之一。

提高磁共振成像信噪比的方法和手段有很多，包括但不局限于提高磁共 振主线圈的磁场强度，降低被检测对象中氢原子核(¹H)的环境温度等等。 而射频线圈是磁共振成像系统的核心部件之一，在激发模式下需要产生均匀 的射频磁场来驱动人体氢原子核，在接收模式下需要以灵敏地探测接收感兴 趣区域的磁共振信号。所以，研究和发展射频线圈技术是当前磁共振成像领 域的研究热点之一。

磁共振成像射频线圈通常是由导体单元制成，在起到磁共振激发射频信 号的同时，又起到接收人体氢原子核(¹H)射频信号的作用。类似于无线电 天线的功能但又不同于无线电天线，磁共振成像射频线圈采用的是近场驻波 耦合的方式进行工作。在高场磁共振中(1.5T、3.0T、4.7T、7.0T等)通常 采用微带阵列结构设计射频线圈，即在射频线圈的一面附上金属薄层作为接 地板，在射频线圈的另一面用光刻腐蚀等工艺做出一定形状的金属贴片，而 将中间层作为薄介质基板(通常为FR-4、Teflon、罗杰斯材料等)。

复合左/右手微带作为人工电磁材料的传输线实现形式，当电磁波在该 传输线中传播时，在某个频率范围呈现“左手特性”，而在其它频率范围内 呈现“右手特性”。因此，复合左/右手在制作宽频段、低损耗性能微波器件 方面有着广泛的应用潜力。本发明设计的复合左/右手微带线实际上是一种 快波设计结构，这种结构的空间波动性变小，在特定物理尺寸下相位变化很 小，这种快波结构设计的磁共振射频微带线圈在近场的成像区域有良好的辐 射特性，这也是能够改善射频线圈磁场分布均匀性的原因。H分形结构的复 合左/右手微带线可以增强横断面上的磁场分布，这样的设计可以进一步提 高磁共振成像射频区域磁场分布的均匀性。

发明内容

本发明是为避免上述现有技术所存在的不足之处提供了一种基于分形 复合左/右手微带线的磁共振成像射频线圈，以期在沿射频线圈长轴方向产 生尽量均匀的磁场，同时在横断面上产生尽量均匀的磁场，并且在感兴趣的 区域中，任意一点都尽量以相同的增益接收人体氢原子核的射频信号。

本发明为解决技术问题采用如下技术方案：

本发明提供了一种基于分形复合左/右手微带线的磁共振成像射频线 圈，所述磁共振成像射频线圈由多通道微带线组成，