射频线圈的解耦参数确定方法及相应设备与流程

1.本公开涉及医学成像技术领域，具体涉及一种射频线圈的解耦参数确定方法及相应设备。


背景技术：

2.磁共振成像(mri，magnetic resonance imaging)技术是现代医学临床的重要手段，射频线圈是磁共振成像系统中最为重要的部件之一。
3.射频线圈的基本组成是线圈阵列，线圈阵列中的线圈之间由于相互靠近会产生互相影响，称之为线圈间的耦合。对磁共振线圈而言，耦合是负面因素，直接影响成像质量，且线圈间的耦合越大，负面影响越大。所以线圈之间需要采用去耦合(也叫解耦)的设计手段，以提高线圈的性能。


技术实现要素：

4.本公开实施方式提供了一种射频线圈的解耦参数确定方法、射频线圈、电子设备以及磁共振设备。
5.第一方面，本公开实施方式提供了一种射频线圈的解耦参数确定方法，所述方法应用于电子设备，所述射频线圈包括对称设置的第一线圈和第二线圈，所述方法包括：
6.基于所述第一线圈和所述第二线圈之间的候选解耦参数，确定所述第一线圈和所述第二线圈的共模谐振信息和差模谐振信息；
7.基于所述共模谐振信息和所述差模谐振信息，确定所述射频线圈的目标解耦参数。
8.在一些实施方式中，所述共模谐振信息包括共模谐振频率，所述差模谐振信息包括差模谐振频率。
9.在一些实施方式中，所述基于所述共模谐振信息和所述差模谐振信息，确定所述射频线圈的目标解耦参数，包括：
10.在所述共模谐振频率和所述差模谐振频率之间的第一差值在第一预设范围内的情况下，确定所述射频线圈的目标解耦参数；和/或，
11.在所述共模谐振频率与目标频率之间的第二差值在第二预设范围内，且所述差模谐振频率与目标频率之间的第三差值在第三预设范围内的情况下，确定所述射频线圈的目标解耦参数。
12.在一些实施方式中，所述解耦参数包括设于所述第一线圈和所述第二线圈上的至少一个解耦部件的参数值。
13.在一些实施方式中，所述至少一个解耦部件包括至少一个解耦电容。
14.在一些实施方式中，所述至少一个解耦部件包括至少一个解耦电感。
15.在一些实施方式中，所述至少一个解耦部件包括至少一个解耦电容和至少一个解耦电感。
16.在一些实施方式中，本公开所述的方法，还包括：
17.确定所述第一线圈和所述第二线圈之间间隔的第一距离，其中，所述第一距离小于特定数值；
18.基于所述第一距离模拟生成所述射频线圈。
19.在一些实施方式中，所述基于所述第一线圈和所述第二线圈之间的候选解耦参数，确定所述第一线圈和所述第二线圈的共模谐振信息和差模谐振信息，包括：
20.获取所述共模谐振信息和所述差模谐振信息对所述解耦参数的依赖信息；
21.基于所述候选解耦参数和所述依赖信息，确定所述共模谐振信息和所述差模谐振信息。
22.在一些实施方式中，获取所述共模谐振信息的过程包括：
23.在所述第一线圈与所述第二线圈的对称平面上施加理想磁导体界面，得到所述共模谐振信息。
24.在一些实施方式中，获取所述差模谐振信息的过程包括：
25.在所述第一线圈与所述第二线圈的对称平面上施加理想电导体界面，得到所述差模谐振信息。
26.第二方面，本公开实施方式提供了一种射频线圈，包括对称设置的第一线圈和第二线圈；
27.其中，所述第一线圈上设置有至少一个第一解耦部件，所述第二线圈上设置有至少一个第二解耦部件，所述至少一个第一解耦部件和所述至少一个第二解耦部件关于所述第一线圈和所述第二线圈的对称平面对称设置。
28.在一些实施方式中，所述至少一个第一解耦部件和所述至少一个第二解耦部件包括解耦电容和解耦电感中的至少一种。
29.在一些实施方式中，所述至少一个第一解耦部件和所述至少一个第二解耦部件用于使得所述第一线圈和所述第二线圈之间的共模谐振频率和差模谐振频率之间的差别小于特定阈值。
30.在一些实施方式中，所述至少一个第一解耦部件包括多个第一解耦电容和/或多个第一解耦电感，所述多个第一解耦电容和/或所述多个第一解耦电感在所述第一线圈上对称设置；
31.所述至少一个第二解耦部件包括多个第二解耦电容和/或多个第二解耦电感，所述多个第二解耦电容和/或所述多个第二解耦电感在所述第二线圈上对称设置。
32.第三方面，本公开实施方式提供了一种电子设备，包括：
33.处理器；和
34.存储器，与所述处理器通信连接，所述存储器存储有计算机指令，所述计算机指令用于使处理器执行根据第一方面任一实施方式所述的参数确定方法。
35.第四方面，本公开实施方式提供了一种磁共振设备，包括根据第二方面任一实施方式所述的射频线圈。
36.本公开实施方式的解耦参数确定方法，应用于电子设备，射频线圈包括对称设置的第一线圈和第二线圈，方法包括基于第一线圈和第二线圈之间的候选解耦参数确定第一线圈和第二线圈的共模谐振信息和差模谐振信息，基于共模谐振信息和差模谐振信息确定
射频线圈的目标解耦参数。本公开实施方式中，基于共模谐振和差模谐振叠加方式，提高射频线圈解耦的设计效率，同时提高射频线圈解耦效果。
附图说明
37.为了更清楚地说明本公开具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本公开的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。
38.图1是根据本公开一些实施方式中mri系统的剖面结构示意图。
39.图2是根据本公开一些实施方式中射频线圈的解耦参数确定方法的流程图。
40.图3是根据本公开一些实施方式中射频线圈解耦参数确定方法的原理图。
41.图4是根据本公开一些实施方式中射频线圈解耦参数确定方法的原理图。
42.图5是根据本公开一些实施方式中射频线圈结构原理图。
43.图6是根据本公开一些实施方式中射频线圈结构原理图。
44.图7是根据本公开一些实施方式中射频线圈的解耦参数确定方法的流程图。
45.图8是根据本公开一些实施方式中解耦参数确定方法中的变化曲线示意图。
46.图9是根据本公开一些实施方式中射频线圈结构原理图。
47.图10是根据本公开一些实施方式中射频线圈使用工作原理图。
48.图11是根据本公开一些实施方式中射频线圈在不同第一距离下的性能曲线图。
49.图12是根据本公开一些实施方式中射频线圈的性能曲线图。
50.图13是根据本公开一些实施方式中射频线圈在不同解耦参数情况下的变化曲线图。
51.图14是根据本公开一些实施方式中射频线圈在不同解耦参数情况下的性能曲线图。
52.图15是根据本公开一些实施方式中射频线圈结构示意图。
53.图16是根据本公开一些实施方式中射频线圈的性能曲线图。
54.图17是根据本公开一些实施方式中射频线圈在不同解耦参数情况下的共模谐振的变化曲线图。
55.图18是根据本公开一些实施方式中射频线圈在不同解耦参数情况下的差模谐振的变化曲线图。
56.图19是根据本公开一些实施方式中射频线圈的性能曲线图。
57.图20是根据本公开一些实施方式中射频线圈结构示意图。
58.图21是根据本公开一些实施方式中mri系统的结构示意图。
具体实施方式
59.下面将结合附图对本公开的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式是本公开一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本公开中的实施方式，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本公开保护的范围。此外，下面所描述的本公开不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未
构成冲突就可以相互结合。
60.图1示出了一种典型的核磁共振成像mri系统的结构示意图。mri系统的硬件部分主要包括产生主磁场b0的主磁体1；进一步改进主磁场b0均匀性的匀场线圈2；用于实现被测样本(例如人体)的三维空间分辨和采样并形成k空间数据的梯度线圈3；能发射能量的射频发射线圈4；以及接收检测信号的射频接收线圈5等。
61.显然，作为mri系统的主要组成部分之一，射频接收线圈5是必不可少的。通常，为了提升mri系统的性能，射频接收线圈5需要采用多通道设计，也即采用多个线圈单元组成线圈阵列。但是线圈阵列中的线圈之间由于相互靠近会产生互相影响，称之为线圈间的耦合，线圈耦合会降低mri系统的信噪比，进而影响系统的成像质量。为了降低线圈耦合带来的影响，需要保证线圈之间的隔离度满足一定的要求，称之为线圈之间的去耦或解耦。
62.相关技术中，通过在两个相邻线圈之间设置恰当的重叠区域来实现线圈阵列中线圈之间的解耦，这样，两个相邻线圈之间产生的磁场或通过线圈的磁通量在两者重叠区域相互抵消，从而实现解耦。
63.目前，在对射频线圈进行解耦设计时，往往只能不断的人为改变解耦参数，通过多次实验的方式来找到满足要求的解耦参数。以前述通过重叠区域去耦合的射频线圈为例，将相邻线圈之间的重叠面积作为解耦参数，线圈在进行解耦时，需要保持其他参数不变，然后不断调整重叠区域的面积，从而找到两个线圈隔离度满足需求时的重叠面积，实现线圈的解耦设计，该重叠面积即为最终实现解耦的目标解耦参数。
64.可以看到，以上的线圈解耦设计过程较为繁琐复杂，效率较低。基于此，本公开实施方式提供了一种射频线圈的解耦参数确定方法、射频线圈、用于实现该方法的电子设备以及磁共振设备，旨在提高射频线圈解耦的设计效率和效果。
65.本公开实施方式提供了一种射频线圈的解耦参数确定方法，该方法可应用于电子设备，例如计算机设备等。本公开实施方式的射频线圈可包括至少一组对称设置的第一线圈和第二线圈。
66.如图2所示，在一些实施方式中，本公开示例的射频线圈的解耦参数确定方法包括：
67.s210、基于第一线圈和第二线圈之间的候选解耦参数，确定第一线圈和第二线圈的共模谐振信息和差模谐振信息。
68.s220、基于共模谐振信息和差模谐振信息，确定射频线圈的目标解耦参数。
69.当两个相同的线圈对称地靠近设置时，两线圈之间存在共模(cm，common mode)谐振和差模(dm，differential mode)谐振，本公开实施方式通过分析两个线圈之间的共模谐振和差模谐振之间的特性，达到快速实现线圈解耦设计的目的，下面具体进行说明。
70.在一些具体的实施场景中，电子设备可基于例如电磁场仿真软件等，模拟生成上述射频线圈，同时电子设备的处理器可以基于该射频线圈进行参数设置和相应运算，以得到符合隔离度要求的目标射频线圈。
71.图3中示出了射频线圈阵列中的两个相邻线圈的结构示例以及射频线圈在共模(cm)谐振和差模(dm)谐振情况下的电流分布，图中箭头方向为线圈中电流的流动方向。下面基于图3对共模谐振和差模谐振的原理进行说明。
72.如图3所示，为便于说明，第一线圈100和第二线圈200采用等同的矩形线圈，第一
线圈100和第二线圈200关于对称平面300对称设置。在第一线圈100和第二线圈200靠近时，两者之间会产生一定的耦合。这种耦合可以视为两个线圈之间磁耦合和电耦合的叠加，磁耦合指第一线圈100和第二线圈200产生的磁场互相穿过线圈的磁通量产生的耦合，电耦合指第一线圈100和第二线圈200中的电流之间的感应产生的耦合。
73.如图3中a所示，当第一线圈100和第二线圈200的馈电之间的相位差为0度时，两个线圈的电流方向相同，两者之间将产生磁耦合，此时两个线圈之间的关系被称为共模模式，共模模式下产生的射频信号即为共模(cm)谐振。如图3中b所示，当第一线圈100和第二线圈200的馈电之间的相位差为180度时，两个线圈的电流方向相反，两者之间将产生电耦合，此时两个线圈之间的关系被称为差模模式，差模模式下产生的射频信号即为差模(dm)谐振。
74.在理解共模谐振和差模谐振的产生原理之后，下面结合图4对本公开方法的基本实现原理进行说明。
75.本案发明人发现，第一线圈100和第二线圈200之间的耦合包括了共模谐振和差模谐振的叠加(可包括相加和相减两种情况)。特别地，由于共模和差模情况下两线圈的电流具有不同的方向，因此当共模谐振与差模谐振叠加时，其中一个线圈的电流会被增强，另一个线圈的电流会被减弱。例如图4中a所示，当共模谐振和差模谐振以相加的形式叠加时，第一线圈100中的电流被增强，第二线圈200中的电流被减弱。反之，例如图4中b所示，当共模谐振和差模谐振以相减的形式叠加时，第一线圈100中的电流被减弱，第二线圈200中的电流被增强。
76.本案发明人据此发现进一步研究得到，当产生共模谐振和差模谐振的电流幅值相同或者非常相近时，也即共模谐振频率和差模谐振频率相同或者非常相近时，共模谐振和差模谐振的叠加使得被减弱的电流达到被抵消或者几乎抵消的效果，从而也就实现了相邻两线圈之间的解耦。因此，相邻线圈的解耦问题就变成了两线圈的共模谐振和差模谐振的叠加问题。
77.本公开实施例提供的解耦参数的确定方法可以适用于任意对称设置的线圈之间的解耦设计。
78.例如，图5中示出了前述利用重叠区域去耦的线圈结构，其中，本示例中第一线圈100和第二线圈200采用椭圆形结构，第一线圈100和第二线圈200对称放置，且第一线圈100和第二线圈200两者之间具有用于解耦的重叠区域110。在将本公开实施例提供的方法应用于图5所示的线圈结构时，可将重叠区域110的面积作为解耦参数，并通过确定在不同的重叠区域110的面积的条件下两个线圈之间的共模谐振和差模谐振，或者通过确定满足条件的两个线圈之间的共模谐振和差模谐振所对应的重叠区域110的面积，可高效且准确地确定满足解耦要求的重叠区域110的面积。
79.图6示出了另一种对称线圈的解耦结构示例，第一线圈100和第二线圈200之间电性连接，并且在连接位置设置有解耦电容c0。在此示例中，可将解耦电容c0的电容值作为解耦参数，通过确定在解耦电容c0的不同电容值的条件下两个线圈之间的共模谐振和差模谐振，或者通过确定满足条件的两个线圈之间的共模谐振和差模谐振所对应的电容值，可高效且准确地确定满足解耦要求的电容值。
80.结合上述可以理解，s210中所述的解耦参数表示影响共模谐振和差模谐振的物理参数，例如图5示例中的重叠区域面积，又例如图6示例中的解耦电容c0的电容值。随着解耦
参数的改变，第一线圈和第二线圈之间的共模谐振频率和差模谐振频率随之发生改变。当然，解耦参数还可以是其他任何适于实现的物理参数，并不局限于图5和图6实施方式示例，且解耦参数可以包括一个或多个参数，在本公开下文中进一步进行说明。
81.本公开的一些实施方式中，候选解耦参数包括一个或多个待确定数值的解耦参数，或者，候选解耦参数包括候选的一个或多个解耦参数值，此时，本公开实施方式的解耦方法，旨在由一个或多个候选的解耦参数值中确定得到目标的解耦参数值，本公开实施例对此不做限定。
82.在一些实现方式中，候选解耦参数可以是基于解耦结构设计确定的一个或多个解耦参数，即多个物理量。或者，候选解耦参数是基于参数类型人为确定的一个或多个解耦参数值，或者，候选解耦参数是通过电子设备随机生成的一个或多个解耦参数值，或者，候选解耦参数是通过对之前的参数进行迭代得到的物理量或参数值。可以理解，本公开实施方式的候选解耦参数的获取方式还可以是其他任何适于实现的方式，本公开对此不作限制。
83.在一些示例中，候选解耦参数可以包括一个或多个解耦部件的参数值。例如图5示例中，解耦参数为重叠区域面积，候选解耦参数可以是基于先验知识人为确定的一个或多个重叠区域面积值，或者是电子设备随机生成的一个或多个重叠区域面积值，或者是通过对前一个尝试的重叠区域面积值迭代得到的重叠区域面积值。又例如图6示例中，解耦参数为解耦电容c0的电容值，候选解耦参数即可以是基于先验知识人为确定的一个或多个电容值，或者是电子设备随机生成的一个或多个电容值，或者是通过迭代得到的。
84.在另一些实现方式中，候选解耦参数还可以包括一种或多种解耦结构设计中的相关参数，例如，如图5中的候选解耦参数可以包括重叠区域的位置、数量等一种或多种，如图6中的候选解耦参数可以包括电容c0的数量、位置等一种或多种，本公开实施例对此不做限定。
85.在另一些实现方式中，候选解耦参数还可以包括第一线圈和第二线圈的基本参数，例如，第一线圈和第二线圈的大小、形状、距离、工作参数等一项或多项。
86.一些实施方式中，在实现射频线圈解耦参数的确定时，基于候选解耦参数来确定共模谐振信息和差模谐振信息。
87.通过前述可知，当为射频线圈施加不同的解耦参数时，第一线圈100和第二线圈200的共模谐振和差模谐振随之发生变化，因此，在一些实现方式中，电子设备可通过改变候选解耦参数的参数值，获取得到在该候选参数的情况下，射频线圈的共模谐振信息和差模谐振信息。
88.在一些实施方式中，共模谐振信息可包括共模谐振频率，其表示的是第一线圈100和第二线圈200共模模式下的谐振频率。差模谐振信息可包括差模谐振频率，其表示的是第一线圈100和第二线圈200差模模式下的谐振频率。
89.电子设备获取共模谐振频率和差模谐振频率的具体实现方式，本公开下文实施方式进行说明，在此暂不详述。
90.在一些实施方式中，电子设备可以根据共模谐振信息和差模谐振信息对解耦参数的依赖信息，确定满足要求的共模谐振信息和差模谐振信息的条件下的解耦参数。或者，电子设备可以根据共模谐振信息和差模谐振信息对解耦参数的依赖信息，确定不同的候选解耦参数条件下的共模谐振信息和差模谐振信息。下面结合图7进行说明。
91.如图7所示，在一些实施方式中，本公开示例的解耦参数确定方法中，上述s210可包括：
92.s211、获取共模谐振信息和差模谐振信息对解耦参数的依赖信息。
93.s212、基于候选解耦参数和依赖信息，确定共模谐振信息和差模谐振信息。
94.基于前述原理可知，射频线圈的共模谐振和差模谐振会随着解耦参数的不同发生变化，因此，在一些实施方式中，可根据此变化规律构建共模谐振信息和差模谐振信息与解耦参数的变化曲线，该变化曲线即为所述的依赖信息。
95.在得到共模谐振信息和差模谐振信息与解耦参数的变化曲线之后，对于任意一个候选解耦参数，即可根据该变化曲线确定得到对应的共模谐振信息和差模谐振信息。
96.在一个示例中，射频线圈的共模谐振频率和差模谐振频率随解耦参数的变化如图8所示。图8示例中给出了3个候选解耦参数(参数1、参数2以及参数3)对应的共模(cm)谐振和差模(dm)谐振变化曲线。图8所示中，横轴表示频率，纵轴表示回波损耗(s参数)，其中s参数越小表示射频性能越好，因此每条曲线的谷底对应的横坐标即为共模谐振频率或差模谐振频率。
97.基于图8可知，当电子设备为射频线圈施加不同候选解耦参数时，共模谐振频率和差模谐振频率随之发生改变。例如，当电子设备为射频线圈施加的候选解耦参数为参数3时，根据图8所示的变化曲线，即可确定共模谐振频率近似为119mhz，差模谐振频率近似为122mhz。
98.基于本公开上述提出的原理可知，第一线圈100与第二线圈200解耦的本质，实际上是共模(cm)谐振和差模(dm)谐振的叠加，并且当共模谐振频率与差模谐振频率相同或相接近时，共模谐振和差模谐振叠加实现电流抵消，达到解耦的目的。
99.从而，在通过s210得到每个候选解耦参数所对应的共模谐振信息和差模谐振信息之后，即可基于上述原理从候选解耦参数中确定目标解耦参数。可以理解，目标解耦参数指满足射频线圈解耦要求情况下的解耦参数。
100.仍以图8实施方式为例，对于图8中给出的三组共模谐振和差模谐振变化曲线，每条曲线谷底位置的横坐标即为对应的谐振频率。基于前述原理可知，对于每一个候选解耦参数所对应的共模谐振曲线和差模谐振曲线，当共模谐振曲线和差模谐振曲线的两个谷底位置的频率越接近，两个线圈的解耦效果就越好。
101.因此，可将共模谐振频率和差模谐振频率作差得到第一差值，然后将第一差值与第一预设范围进行比较。
102.可以理解，第一预设范围表示共模谐振频率和差模谐振频率相同的门限值，当第一差值在第一预设范围内时，表示共模谐振频率与差模谐振频率非常接近，可以认为二者相同，此时共模谐振和差模谐振叠加后解耦效果满足需求，可以将此候选解偶参数作为最终确定的目标解耦参数。而当第一差值超出第一预设范围时，表示共模谐振频率与差模谐振频率差异较大，此时共模谐振和差模谐振叠加之后解耦效果较差，该候选解偶参数无法作为最终确定的目标预设变量，需要进一步调整其他候选解耦参数。
103.值得说明的是，本公开实施方式的方法，给出了实质的、具有指导意义的解耦理论，相较于现有技术中的解耦过程，对于实现解耦的可解释性更强，从而用来反馈调整解耦参数更为容易，线圈的解耦过程更加有针对性。
104.另外，本公开实施方式的方法，通过共模谐振频率和差模谐振频率的频率差值，将共模谐振与差模谐振之间的差异进行量化，相较于其他难以量化或者量化效果不佳的判断条件，提高了确定目标解耦参数的准确性，提高射频线圈解耦效果。
105.通过上述可知，本公开实施方式中，基于共模谐振和差模谐振叠加方式，提高射频线圈解耦的设计效率，同时提高射频线圈解耦效果。
106.基于本公开上述的射频线圈解耦参数确定方法，可以实现射频线圈的解耦设计。进一步的，在具体应用场景中，射频线圈解耦过程中还需要考虑射频线圈的谐振频率是否满足工作频率要求。例如图1所示的mri系统，射频接收线圈5的频率应当与射频发射线圈4的频率相同，以满足mri系统的成像需求。因此，本公开一些实施方式中，在进行射频线圈解耦过程时，除了考虑共模谐振频率和差模谐振频率近似相同之外，还需要保证共模谐振频率和差模谐振频率与系统工作频率保持相同或非常接近。
107.在一些实施方式中，结合图1所示的mri系统，主磁体1产生的主磁场b0与系统工作频率(也叫拉莫尔频率)具有如下关系：
108.f＝(γ/2π)b0ꢀꢀꢀ
(1)
109.式(1)中，γ为旋磁比常数。
110.基于式(1)关系，在一个示例中，对于主磁场b0＝3.0t(特斯拉)的mri系统，其工作频率为128mhz。
111.继续参照图8所示，图8中示出了3个候选解耦参数情况下射频线圈的共模谐振频率和差模谐振频率的变化曲线。以参数2为例，在候选解耦参数为参数2时，可以根据变化曲线谷底位置的横坐标得到共模谐振频率和差模谐振频率。
112.与前述实施方式相同，通过计算共模谐振频率与差模谐振频率的差值得到第一差值，将第一差值与第一预设范围进行比较，可以确定射频线圈在该候选解耦参数(也即参数2)下是否具有满足要求的解耦性能，本公开不再赘述。
113.更进一步的，上述示例中mri系统的工作频率为128mhz，因此还需要保证共模谐振频率和差模谐振频率尽可能的接近mri系统的工作频率128mhz。
114.因此，可将mri系统的工作频率作为目标频率，通过计算共模谐振频率和目标频率的差值得到第二差值，计算差模谐振频率和目标频率的差值得到第三差值。第二差值和第三差值表示共模谐振频率和差模谐振频率与工作频率的接近程度，差值越小表示越接近，从而射频线圈的射频接收性能越好。
115.在本公开一些实施方式中，可基于先验知识或具体场景需求预先设置第二预设范围和第三预设范围，第二预设范围和第三预设范围可以相同，也可以不同，本公开对此不作限制。当第二差值在第二预设范围内，且第三差值在第三预设范围内时，表示共模谐振频率和差模谐振频率满足工作频率的要求。当第二差值超出第二预设范围，或者第三差值超出第三预设范围，表示共模谐振频率或者差模谐振频率不满足工作频率的要求。
116.换言之，本公开一些实施方式中，在进行射频线圈解耦时，需要保证如下两个条件：1、射频线圈的共模谐振频率和差模谐振频率相同或相接近；2、共模谐振频率和差模谐振频率与工作频率相同或相接近。
117.例如图8中所示，在候选解耦参数为参数2的情况下，共模谐振频率和差模谐振频率最为接近，并且，共模谐振频率和差模谐振频率最为接近工作频率128mhz。因此，可将参
数2确定为目标解耦参数。
118.通过上述可知，本公开实施方式中，基于共模谐振和差模谐振叠加方式，提高射频线圈解耦的设计效率，同时提高线圈解耦效果。
119.在一些实施方式中，可以通过在相邻线圈的对称平面上施加理想磁导体(pmc，perfect magnetic conductor)界面，计算得到共模谐振信息。
120.例如前述实施方式中，电子设备可通过电磁场仿真软件，仿真设计出第一线圈和第二线圈，然后控制两线圈其他参数不变，仅改变施加的候选解耦参数，然后利用仿真软件在第一线圈和第二线圈的对称平面施加pmc界面，使得垂直于pmc界面的磁场恒等于零，从而可以计算得到两线圈的共模谐振频率，即共模谐振信息。
121.在一些实施方式中，可以通过在相邻线圈的对称平面上施加理想电导体(pec，perfect electric conductor)界面，计算得到差模谐振信息。
122.例如前述实施方式中，电子设备可通过电磁场仿真软件，仿真设计出第一线圈和第二线圈，然后控制两线圈其他参数不变，仅改变施加的候选解耦参数，然后利用仿真软件在第一线圈和第二线圈的对称平面施加pec界面，使得垂直于pec界面的电场恒等于零，从而可以计算得到两线圈的差模谐振频率，即差模谐振信息。
123.通过上述方式，在每个候选解耦参数情况下，电子设备即可获取得到对应的共模谐振信息和差模谐振信息。
124.通过本公开上述方法可知，射频线圈解耦本质上是射频线圈的共模谐振和差模谐振叠加实现解耦，在此理论指导下，本公开实施方式提供了一种区别于现有技术的射频线圈，下面具体进行说明。
125.相关技术中常用的射频线圈结构如图5和图6所示。在图5所示的叠加解耦的方式中，重叠部分提高了线圈阵列的设计复杂程度，并且浪费线圈实际的使用面积，增加成本。而在图6所示的解耦方式中，由于相邻线圈之间需要将各自线圈断开后连接，破坏了线圈的完整性，从而对磁场的均匀性产生影响。
126.本案发明人在上述理论方法的指导下，考虑到射频线圈的谐振本质上与振荡电路类似，基于振荡电路原理可知，通过调整射频线圈的电容和/或电感的位置和参数值，即可改变线圈的谐振频率。从而，在本公开实施方式中，即可将在射频线圈上设置电感和/或电容作为解耦部件，并且通过调节解耦部件的参数值来改变共模谐振频率和差模谐振频率，也即，将解耦部件的参数值作为前述的候选解偶参数，基于上述解耦参数确定方法实现射频线圈的解耦。下面具体进行说明。
127.在一些实施方式中，如图9所示，本公开示例的射频线圈包括第一线圈100和第二线圈200。区别于图5和图6的线圈结构，在本公开实施方式中，第一线圈100和第二线圈200两者间隔第一距离设置，并且两者既不重叠也不进行电连接。在本示例中，第一线圈100和第二线圈200为等同的矩形线圈，并且第一线圈100和第二线圈200关于对称平面对称设置。
128.第一线圈100上设置有第一解耦部件，第二线圈200上设置有第二解耦部件，第一解耦部件和第二解耦部件关于对称平面对称设置。
129.在一些实施方式中，第一解耦部件和第二解耦部件可包括设于线圈上的解耦电容和解耦电感中的至少一种。例如图9中所述，第一解耦部件包括设于第一线圈100上的1个解耦电容710和2个解耦电感720。同样，第二解耦部件包括设于第二线圈200上的1个解耦电容
710和2个解耦电感720。并且，第一解耦部件包括的各个电容/电感，与第二解耦部件包括的各个电容/电感关于对称平面300对称设置。
130.基于前述方法可知，本公开实施方式的射频线圈中，将第一解耦部件和第二解耦部件的参数值作为解耦参数，从而通过调整各个解耦部件的参数值，使得第一线圈100和第二线圈200之间的共模谐振频率和差模谐振频率相同或者相接近，以实现共模谐振和差模谐振的叠加解耦。
131.值得说明的是，上述线圈以矩形线圈为例进行说明，事实上本公开对于线圈的结构不作限制，还可以是其他任何适于实施的结构，例如圆形、椭圆形、菱形等，本公开对此不再枚举。
132.同时，本公开实施方式中，对于解耦部件的类型不作限制，例如，解耦部件可以只包括解耦电容，也可以只包括解耦电感，也可以既包括解耦电容又包括解耦电感。同时，对于解耦部件的数量也不做限制，例如，解耦部件可以包括1个解耦电容和/或解耦电感，也可以包括多个解耦电容和/或解耦电感，本公开对此不作限制。
133.例如图9所示中，第一线圈100和第二线圈200各自包括1个解耦电容710和两个解耦电感720，并且两个解耦电感720分别对称设于线圈的两侧。在图9示例中，由于每个线圈的两侧均设有对称的解耦电感720，从而便于对线圈阵列的数量进行扩充，例如可以在第一线圈100的左侧设置第三线圈、在第二线圈200的右侧设置第四线圈等，均可以实现相邻线圈的解耦，本公开下述进行说明。
134.通过上述可知，本公开实施方式的射频线圈，无需相邻线圈重叠设置，从而充分利用线圈面积，相同面积下减少线圈使用数量，并且无需断开线圈，保证线圈的完整性，进而保证线圈磁场的均匀性，提高线圈性能。
135.在一些实施方式中，将例如图9所示的本公开示例的射频线圈应用至图1的mri系统中，可作为mri系统的射频接收线圈5。图10示出了图9示例的射频线圈放置在人体组织上的仿真图，其中，图10中a为俯视图，图10中b为侧视图。第一线圈100和第二线圈200之间的第一间距为d，射频线圈距离人体组织的间距为d。
136.在一个示例中，mri系统的主磁场b0＝3.0t，通过上式(1)可以计算得到mri系统的工作频率为128mhz。
137.首先，图11中示出了在不设置解耦电容和解耦电感且两线圈之间的第一间距d分别为60mm和10mm的情况下射频线圈的性能曲线图。其中，s11表示射频线圈的回波损耗，s21表示两个线圈之间的隔离度。通过图11可以看出，当两个线圈之间的第一距离d＝60mm时，线圈之间的隔离度s21为
‑
15.8db左右，当线圈之间的第一距离d＝10mm时，线圈之间的隔离度s21恶化至
‑
7db左右。由此可知，第一线圈100和第二线圈200之间的第一间距d越小，两线圈之间的耦合作用越强。
138.基于mri系统的工作原理可知，为了得到被测量物体(例如人体组织)的整体图像，可基于具体应用场景设置特定数值，使得第一线圈与第二线圈间隔的第一距离小于该特定数值。再有，为了保证良好的信噪比，相邻线圈之间的隔离度应当要满足
‑
15db以下。因此，在图11所示可以看出，在不进行任何解耦设计的情况下，两线圈第一间距d为10mm时，该射频线圈是无法正常工作的。
139.图12示出了本公开图9示例的射频线圈中第一线圈100与第二线圈200之间的第一
间距d＝10mm时，射频线圈的性能曲线图。从图12可以看出，在两线圈之间的第一间距d＝10mm时，两个线圈之间的隔离度可以达到
‑
24.6db左右，完全可以满足射频线圈对隔离度的要求。也证明了本公开图9示例的的射频线圈，在mri系统使用时具有很好的解耦效果。
140.在本公开实施方式中，在进行射频线圈解耦时，基于前述实施方式，可将解耦电容的电容值或者解耦电感的电感值作为解耦参数，利用前述的解耦参数确定方法实现本公开射频线圈的解耦设计，下面具体进行说明。
141.仍以图9所示的射频线圈结构为例，设计的目标是使得射频线圈的共模(cm)谐振频率和差模(dm)谐振频率相同或接近，并且均近似等于mri系统的工作频率128mhz。
142.在一个示例中，可以固定解耦电感720的电感值不变，从而调整不同的解耦电容710的电容值，分别得到不同电容值下共模谐振频率和差模谐振频率的变化曲线。例如图13中所示，分别给出了解耦电容710的容值为0.8c0、c0和1.2c0时共模(cm)谐振频率和差模(dm)谐振频率变化曲线。图14示出了解耦电容710的电容值为0.8c0、c0和1.2c0时射频线圈的性能曲线。通过图13和图14可以看到，在解耦电容的电容值为c0时，共模谐振频率和差模谐振频率最为接近，并且射频线圈的回波损耗和隔离度最优，同时两者谐振频率最为接近mri系统工作频率128mhz，因此可将电容值c0作为解耦电容710的目标解耦参数。
143.在另一个示例中，可以固定解耦电容710的容值不变，从而调整解耦电感720的电感值，分别得到不同电感值下共模谐振频率和差模谐振频率的变化曲线。在又一个示例中，可以同时调整解耦电容710的容值和解耦电感720的电感值，分别得到不同容值和电感值下共模谐振频率和差模谐振频率的变化曲线。具体过程与上述类似，本公开对此不再赘述。
144.上述基于图9示例的射频线圈结构进行了说明，在图9射频线圈结构的基础上，射频线圈还包括由更多线圈组成的线圈阵列，例如图15中示出了三个线圈组成的射频线圈结构。
145.图16示出了图15的射频线圈中相邻两线圈之间的间距d＝10mm时，射频线圈的性能曲线图。从图16可以看出，本示例的射频线圈的工作频率和相邻线圈之间的隔离度都可以满足设计要求。同时还可以看出，第一线圈100和第三线圈400之间的隔离度s31好于第一线圈100和第二线圈200之间的隔离度s21，也即任意两个线圈之间的隔离度均能满足设计要求。
146.上述示出了三个线圈的射频线圈结构，更多数量的线圈组成的射频线圈与之同理，本公开不再赘述。由此可知，本公开实施方式的射频线圈和解耦设计方法，可以被扩展应用至多线圈设计中。
147.在一些实施方式中，本公开实施方式的射频线圈还包括与线圈电性连接的匹配电路，匹配电路用于为线圈馈电，本领域技术人员对此可以理解，本公开不再赘述。
148.通过上述可知，本公开实施方式的射频线圈，无需相邻线圈重叠设置，从而充分利用线圈面积，相同面积下减少线圈使用数量，并且无需断开线圈，保证线圈的完整性，进而保证线圈磁场的均匀性，提高线圈性能。
149.上述对本公开实施方式提供的射频线圈及其解耦参数确定方法进行了说明，前述已经提到，本公开实施方式的解耦参数确定方法可应用于任意对称设置的射频线圈。下面以图6所示的射频线圈结构为例，对本公开实施方式的解耦参数确定方法进行具体说明。
150.如图6所示，第一线圈100和第二线圈200之间为了施加解耦电容710，需要将第一
线圈100和第二线圈200断开之后互相连接，然后在连接处施加解耦电容710。第一线圈100和第二线圈200之间的第一间距为d，并且射频线圈距离人体组织的间距同样为d。
151.可选的，除了解耦电容710，每个线圈上还可以设置额外的用于线圈匹配的电容，例如图6所示的电容1、电容2、电容3以及电容4，本领域技术人员可以理解，本公开对此不再赘述。
152.图17示出了图6射频线圈在不同的解耦电容的电容值的情况下共模谐振频率的变化曲线，图18示出了图6射频线圈在不同的解耦电容容值的情况下差模谐振频率的变化曲线。通过图17和图18可以看出在共模谐振频率随解耦电容的容值有明显变化，差模谐振频率随解耦电容的电容值变化不大。
153.在进行解耦时，可以首先通过调节电容1至4，将共模谐振频率和差模谐振频率大致调整到mri系统工作频率的附近，然后通过调整解耦电容710的容值，使得共模谐振频率与差模谐振频率接近并且等于工作频率。结合图17和图18可以看到，当解耦电容710的容值为c0时满足设计要求，从而可将容值c0作为目标解耦参数，实现解耦设计。
154.图19示出了利用本公开方法解耦之后得到的图6所示的射频线圈的性能曲线。从图19中可以看出，射频线圈的工作频率和线圈之间的隔离度均满足设计要求，从而证明本公开实施方式的方法可以被应用至任何具有对称双线圈形成的射频线圈中。
155.在图9所示的实施方式中，第一线圈100和第二线圈200中的每个线圈包括1个解耦电容710和2个解耦电感720。然而在其他实施方式中，线圈中解耦部件数量也可以是其它任何适于实施的数量，本公开对此不作限制。
156.例如图20所示，在本示例中，解耦电容710的数量为两个，两个解耦电容710在远离馈电的一侧设置。解耦电感720的数量为6个，线圈两侧中每侧分别设置3个解耦电感。
157.在本实施方式中，通过解耦电容和解耦电感的分散设置，可以有效将解耦电容和解耦电感附近的电磁场分散减弱，降低对人体的有害辐射sar值。
158.在一些实施方式中，本公开实施方式所述的射频线圈，在作为mri系统的射频接收线圈时，为了提高与人体表面的贴合度，射频线圈可以具有一定的弯曲程度，达到进一步改进成像质量的目的。例如图21所示，用于人体头部的射频线圈900，射频线圈900可以设置为更加贴合人体头部的弯曲结构。
159.对于上述实施方式中未尽详述之处，本领域技术人员参照本公开前述毫无疑义可以理解并充分实施，本公开对此不再赘述。
160.通过上述可知，本公开实施方式的射频线圈，无需相邻线圈重叠设置，从而充分利用线圈面积，相同面积下减少线圈使用数量，并且无需断开线圈，保证线圈的完整性，进而保证线圈磁场的均匀性，提高线圈性能。
161.本公开实施方式还提供了一种电子设备，该电子设备可以是例如计算机等具有处理运算能力的设备。在一些实施方式中，本公开示例的电子设备包括：
162.处理器；和
163.存储器，与所述处理器通信连接，所述存储器存储有计算机指令，所述计算机指令用于使处理器执行上述任一实施方式所述的射频线圈的解耦参数确定方法。
164.本公开实施方式还提供了一种存储介质，存储有计算机指令，所述计算机指令被读取时，用于使计算机执行上述任一实施方式所述的射频线圈的解耦参数确定方法。
165.本公开实施方式还提供了一种磁共振设备，包括上述任一实施方式中所述的射频线圈。对于磁共振设备的具体结构以及原理，参照前述实施方式即可理解并实现，对此不再赘述。
166.显然，上述实施方式仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本公开创造的保护范围之中。