一种射频线圈的调试装置及调试方法与流程

1.本发明涉及磁共振成像技术领域，具体涉及一种射频线圈的调试装置及调试方法。


背景技术：

2.磁共振成像装置是一种常用的断层扫描成像装置，由于其具有扫描中无电磁辐射产生、无需摄入同位素等优点，在医疗成像中具有广泛而重要的应用。
3.磁共振成像装置主要包括：控制系统，用于形成核磁共振效应的磁体系统、射频系统，用于进行磁共振信号空间定位的梯度系统，及进行最终图像输出的显示系统。其中，射频系统用于发射可激发成像区域的射频脉冲，而射频线圈是射频系统中最重要的部分，影响着最终扫描成像质量的优劣。因此射频线圈的调试结果对磁共振成像装置的使用效果有着重要的影响。
4.现有的射频线圈的调试需要在实际磁体内完成，即需要将射频线圈放入磁共振成像装置的磁体形成的腔体内，再将射频线圈接入网络分析仪进行调试优化。该调试方法一方面受磁体空间实体结构的限制，调试步骤繁琐、效率低；另一方面为提高射频线圈调试结果的可靠性，需要搭建对应场强的磁体以专用于某一特定结构的射频线圈调试，调试成本过高，且不具有普适性。而且因为磁体磁场的存在，对磁铁性工具的使用有严重要求；且调试过程中不能有人员随意靠近，以免带来安全隐患。


技术实现要素：

5.本发明目的在于提供一种射频线圈的调试装置，所述调试装置使射频线圈的调试过程可独立进行，不再受磁体空间实体结构的限制，免除了调试操作给调试人员带来的安全隐患。
6.本发明还提供了一种射频线圈的调试方法，其通过所述调试装置进行射频线圈调试，因此调试过程更加灵活便捷，调试成本更加低廉。
7.为达成上述目的，本发明提出如下技术方案：
8.一种射频线圈的调试装置，包括包括互相配合的网络分析仪及空间模拟装置；所述空间模拟装置包括支架，设于所述支架上的线圈放置架、射频屏蔽板，所述射频屏蔽板设于所述线圈放置架两侧；所述线圈放置架通过第一连接件与所述支架活动相连，所述第一连接件沿所述支架的竖直方向活动设置；所述线圈放置架上设有活动件，用于与所述线圈放置架一起支撑射频线圈，并沿所述射频屏蔽板的水平方向活动设置；所述射频屏蔽板通过第二连接件与所述支架活动相连，所述第二连接件沿垂直于所述射频屏蔽板的方向活动设置。
9.所述空间模拟装置建立了一独立于磁共振成像装置的线圈测试系统。其包括用于放置待调试射频线圈的线圈放置架，及设于线圈放置架两侧，等效于磁体系统的射频屏蔽板，及用于放置所述线圈放置架及射频屏蔽板的支架。
10.在具体的结构设置中，通过沿支架竖直方向活动设置的第一连接件实现了射频线圈相对于射频屏蔽板高度位置调节，通过沿射频屏蔽板平行方向的活动件实现了射频线圈相对于射频屏蔽板的前后位置的调节，通过沿射频屏蔽板垂直方向活动设置的第二连接件实现了射频线圈开口间距的调节。从而使该装置实现了对影响射频线圈工作状态的参数的调节。
11.由于该空间模拟装置不再受磁体空间实体结构的限制，因此调试过程更加灵活便捷，调试成本更加低廉。且由于该空间模拟装置中使用射频屏蔽板等效了磁体系统，因此免除了调试操作对调试人员造成的安全隐患。
12.进一步的，所述射频屏蔽板包括依次固定相连的本体、支撑板、支撑架；所述本体位于靠近所述线圈放置架一侧，所述支撑架与所述第二连接件相固定。
13.进一步的，所述本体与所述支撑板通过相邻侧面紧密相贴配合，且本体的侧面面积不超过与其相贴配合的支撑板侧面面积。
14.所述本体的厚度只有0.5-1mm，设置所述本体与所述支撑板紧密相贴配合，并规定所述本体的侧面面积不超过与其相贴配合的支撑板的侧面面积，使所述整个本体都得到支撑板的有效支撑，防止在调节过程中本体弯折等影响调试结果，并降低所述空间模拟装置的使用寿命。
15.进一步的，所述本体、所述支撑板均为可拆卸结构，且所述本体靠近线圈放置架一侧的侧面面积与射频线圈的尺寸成正比例。
16.进一步的，所述本体包括绝缘板及铜板，所述铜板贴附于所述绝缘板两侧。
17.进一步的，第二连接件上设有刻度线，用于显示所述射频屏蔽板的相对位置。
18.所述刻度线对射频线圈的开口间距进行了可视性量化，可直接获取调试结果，不用再进行后续测量，使调试过程更加简单。
19.进一步的，所述线圈放置架包括一矩形框，所述矩形框上靠近射频屏蔽板的两侧各设有一腰形孔；所述腰形孔与所述射频屏蔽板相平行，所述活动件两端分别设于所述腰形孔内，并通过所述腰形孔与所述线圈放置架活动相连。
20.进一步的，所述活动件上设有定位块，所述定位块为可拆卸结构，用于辅助所述线圈放置架及活动件进行射频线圈的固定。
21.由于所述活动件为活动设置，因此设置所述定位块固定待测射频线圈则有利于防止射频线圈在调节过程中掉落。
22.进一步的，所述活动件为一对活动杆，所述活动杆两端设有螺栓；所述螺栓穿设于所述腰形孔内，所述活动杆则通过所述螺栓与所述线圈放置架活动相连。
23.一种射频线圈的调试方法，通过所述调试装置进行射频线圈调试，包括：
24.步骤1：将射频线圈置于所述线圈放置架上，调节所述活动件以调节射频线圈的前后位置；沿射频屏蔽板水平方向，使射频线圈位于所述射频屏蔽板的中心位置；
25.步骤2：调节所述第一连接件以调节射频线圈的高度位置；沿支架竖直方向，使射频线圈位于所述射频屏蔽板的中心位置；
26.步骤3：调节所述第二连接件，使所述空间模拟装置中，射频线圈相对于两侧射频屏蔽板的开口间距与实际磁体空间内射频线圈的开口间距相等；
27.步骤4：将射频线圈与所述网络分析仪相连，记录所述网络分析仪上射频线圈的初
始谐振频率，依据w为射频线圈的谐振频率，l为电感，c为电容，调节射频线圈的电感、电容；此时得到的最佳谐振频率即为所述实际磁体空间内射频线圈的最佳谐振频率。
28.有益效果：
29.由以上技术方案可知，本发明的技术方案提供了
30.本发明设计了一种全新的射频线圈的调试装置。其包括用于进行测量分析的网络分析仪，及与所述网络分析仪相配合的空间模拟装置。所述空间模拟装置建立了一独立于磁共振成像装置的线圈调试系统。包括线圈放置架，设于线圈放置架两侧的射频屏蔽板，及用于固定线圈放置架及射频屏蔽板的支架。所述线圈放置架用于放置待调试射频线圈，所述射频屏蔽板等效于磁体系统。由于该空间模拟装置中使用射频屏蔽板等效了磁体系统，因此免除了调试操作对调试人员造成的安全隐患。
31.该空间模拟装置通过具体的结构设置实现了对影响射频线圈工作状态的各种参数的调节。其设置线圈放置架与所述支架间通过第一连接件活动连接，射频屏蔽板与所述支架间通过第二连接件活动连接，分别实现了射频线圈相对射频屏蔽板的高度位置、开口间距的调节。在线圈放置架上设有活动件，还实现了射频线圈相对于射频屏蔽板的前后位置调节。其使射频线圈的调试不再受磁体空间实体结构的限制，因此调试过程更加灵活便捷，调试成本更加低廉。
32.本发明还包括一种通过所述调试装置进行射频线圈调试的方法。所述调试方法在射频线圈的前期安装调试及后期的维护优化中，在开口间距的调试方面都具有良好的表现。
33.应当理解，前述构思以及在下面更加详细地描述的额外构思的所有组合只要在这样的构思不相互矛盾的情况下都可以被视为本公开的发明主题的一部分。
34.结合附图从下面的描述中可以更加全面地理解本发明教导的前述和其他方面、实施例和特征。本发明的其他附加方面例如示例性实施方式的特征和/或有益效果将在下面的描述中显见，或通过根据本发明教导的具体实施方式的实践中得知。
附图说明
35.附图不意在按比例绘制。在附图中，在各个图中示出的每个相同或近似相同的组成部分可以用相同的标号表示。为了清晰起见，在每个图中，并非每个组成部分均被标记。现在，将通过例子并参考附图来描述本发明的各个方面的实施例，其中：
36.图1为本发明的射频线圈的调试装置的结构示意图。
37.图2为图1中空间模拟装置的结构示意图。
38.图3为图2中支架的结构示意图。
39.图4为图2中线圈放置架示意图。
40.图5为图2中射频屏蔽板与支架的连接关系示意图。
41.图中附图标记为：1为支架，2网络分析仪，3为线圈放置架，4为射频屏蔽板，5为第一连接件，6为第二连接件；11为导向轮，12为固定柱，13为导轨，31活动件，32为定位块，33为腰形孔，41为本体，42为支撑板，43为支撑架，61为固定旋钮。
具体实施方式
42.为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例的附图,对本发明实施例的技术方案进行清楚、完整地描述。显然,所描述的实施例是本发明的一部分实施例,而不是全部的实施例。基于所描述的本发明的实施例,本领域普通技术人员在无需创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。除非另作定义,此处使用的技术术语或者科学术语应当为本发明所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。
43.本发明专利申请说明书以及权利要求书中使用的“第一”、“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性,而只是用来区分不同的组成部分。同样,除非上下文清楚地指明其它情况，否则单数形式的“一个”“一”或者“该”等类似词语也不表示数量限制,而是表示存在至少一个。“包括”或者“包含”等类似的词语意指出现在“包括”或者“包含”前面的元件或者物件涵盖出现在“包括”或者“包含”后面列举的特征、整体、步骤、操作、元素和/或组件,并不排除一个或多个其它特征、整体、步骤、操作、元素、组件和/或其集合的存在或添加。“上”“下”“左”“右”等仅用于表示相对位置关系，当被描述对象的绝对位置改变后,则该相对位置关系也可能相应地改变。
44.本发明提供了一种射频线圈的调试装置及调试方法。
45.所述调试装置包括与网络分析仪相配合的空间模拟装置。所述空间模拟装置包括支架，用于放置线圈的线圈放置架，及设于所述线圈放置架两侧的射频屏蔽板。所述线圈放置架与所述支架活动相连，实现了射频线圈相对于射频屏蔽板的高度调节；所述线圈放置架上的活动件实现了射频线圈对于射频屏蔽板的前后位置调节；所述射频屏蔽板与所述支架活动相连，实现了射频线圈相对于射频屏蔽板的开口间距调节。所述调试装置在保证调试准确性的同时，使射频线圈调试不再受磁体空间实体结构的限制，因此调试过程更加灵活便捷，调试成本也更加低廉。且免除了在磁体空间进行调试操作给调试人员带来的安全隐患。
46.所述调试方法通过上述调试装置进行射频线圈调试的方法。所述调试方法在射频线圈的前期安装调试及后期的维护优化中，在开口间距的调试方面都具有良好的表现。
47.下面结合附图所示的实施例，对本发明公开的射频线圈的调试装置作进一步具体介绍。
48.如图1所示，所述调试装置包括互相配合的空间模拟装置及网络分析仪2。所述空间模拟装置用于模拟现有测试过程中的磁共振成像空间，所述网络分析仪2用于对测试结果进行输出分析。
49.如图2所示，所述空间模拟装置包括支架1，设于支架1上的线圈放置架3、射频屏蔽板4，所述射频屏蔽板4设于所述线圈放置架3两侧。所述空间模拟装置建立了一独立于磁共振成像装置的线圈调试系统，其使用射频屏蔽板等效了整个磁体系统，从而免除了调试操作对调试人员造成的安全隐患。
50.如图2至图5所述，所述空间模拟装置中，所述线圈放置架3通过第一连接件5与所述支架1活动相连，所述第一连接件5沿所述支架1的竖直方向设置，实现了射频线圈相对于射频屏蔽板4的高度位置调节。所述线圈放置架3上设有活动件31，所述活动件31用于支撑射频线圈，并沿平行于所述射频屏蔽板4的方向活动设置，实现了射频线圈相对于射频屏蔽
板4的前后位置调节。所述射频屏蔽板4通过第二连接件6与所述支架1活动相连，所述第二连接件6沿垂直于所述射频屏蔽板4的方向活动设置，实现了射频线圈相对于射频屏蔽板4的开口间距调节。
51.该空间模拟装置通过上述结构设置实现了对影响射频线圈工作状态的参数调节。使射频线圈的调试不再受磁体空间实体结构的限制，因此调试过程更加灵活便捷，调试成本更加低廉。
52.具体的，所述线圈放置架3包括一矩形框，所述矩形框上靠近射频屏蔽板4的两侧各设有一腰形孔33。所述腰形孔33与所述射频屏蔽板4相平行，所述活动件31两端分别设于所述腰形孔33内，并通过所述腰形孔33与所述线圈放置架3活动相连。
53.为了防止射频线圈在调节过程中掉落，所述活动件31上对应设有定位块32，所述定位块32为可拆卸结构，用于辅助所述线圈放置架3及活动件31进行射频线圈的固定。
54.本实施例中，所述活动件31为一对活动杆，所述活动杆两端设有螺栓；所述螺栓穿设于所述腰形孔33内，所述活动杆则通过所述螺栓与所述线圈放置架3活动相连。当需要进行射频线圈前后位置调节时，则将螺栓拧松进行调节；当调节完成后则将螺栓拧紧，以防止活动杆再次移动从而影响调试结果。
55.所述定位块32则对应设于每个活动杆的中心位置。所述定位块32可以为定位螺栓、定位柱，或定位凸台。本实施例中定位块32具体为定位凸台。
56.具体的，所述第一连接件5为一滑动柱，所述滑动柱的固定端与所述线圈放置架3固定相连，活动端与所述支架1活动相连。
57.具体的，所述支架1上设有与所述第一连接件5相配合的固定柱12。为了增加所述固定柱12对第一连接件5的支撑作用稳固性，设置所述固定柱12为l型、倒t型或倒y型结构，所述滑动柱则通过固定柱12的竖直部分与所述支架1活动相连。本实施例中，所述固定柱12具体为l型结构。
58.如图2、图5所示，所述射频屏蔽板4包括依次固定相连的本体41、支撑板42、支撑架43。所述本体41位于靠近所述线圈放置架一侧，用于实现射频屏蔽。所述支撑板42用于支撑所述本体41，所述支撑架43用于固定所述支撑板42。所述支撑架43与所述第二连接件6相固定。
59.由于所述本体41的厚度只有0.5-1mm，因此设置所述本体41与所述支撑板42通过相邻侧面紧密相贴配合，并规定所述本体的侧面面积不超过与其相贴配合的支撑板的侧面面积，使所述整个本体41都得到支撑板42的有效支撑，防止在调节过程中本体弯折等影响调试结果，并降低所述空间模拟装置的使用寿命。
60.所述本体41及支撑板42可以为任意形状，本实施例中，两者均为圆盘形，并通过相邻的圆形侧面紧密相贴配合。所述支撑架43为a型结构，符合三角形稳定性，有利于增强支撑架43的固定作用。
61.为了提高所述射频屏蔽板4屏蔽效果，设置所述本体41、所述支撑板42均为可拆卸结构，且所述本体41靠近线圈放置架一侧的侧面面积与射频线圈的尺寸成正比例。
62.所述本体41包括绝缘板、铜板，所述铜板贴附于所述绝缘板两侧。所述支撑板42的材质为非金属材质，本实施例中，所述非金属材质为环氧树脂。
63.具体的，所述第二连接件6为一滑动块，所述滑动块的固定端与所述支撑架43固定
相连，活动端与所述支架1活动相连。所述支架1上设有导轨13，所述第二连接件6通过所述导轨13与所述支架1活动相连。所述滑动块上还设有固定旋钮61，当通过网络分析仪2进行测试分析时，可通过所述固定旋钮61将所述滑动块固定，防止射频屏蔽板4移动影响测试结果。
64.为简化调试步骤，第二连接件6上设有刻度线。本实施例中，刻度线具体设于所述导轨13上。所述导轨13上的刻度线对射频线圈相对于射频屏蔽板4的开口间距进行了可视性量化，可直接获取调试结果，不用再进行后续测试。
65.如图3所示，所述支架1由若干根方形型材搭建而成，其上还装配有导向轮11，用于进行所述空间模拟装置的便携式移动。本实施例中，所述方形型材为铝型材，所述导向轮11为万向轮。
66.下面结合附图所示的实施例，对本发明公开的射频线圈的调试方法作进一步具体介绍。
67.所述调试方法通过上述调试装置进行射频线圈调试，包括：
68.步骤1：将射频线圈置于所述线圈放置架上，调节所述活动件以调节射频线圈的前后位置；沿射频屏蔽板水平方向，使射频线圈位于所述射频屏蔽板的中心位置；
69.步骤2：调节所述第一连接件以调节射频线圈的高度位置；沿支架竖直方向，使射频线圈位于所述射频屏蔽板的中心位置；
70.步骤3：调节所述第二连接件，使所述空间模拟装置中，射频线圈相对于两侧射频屏蔽板的开口间距与实际磁体空间内射频线圈的开口间距相等；
71.步骤4：将射频线圈与所述网络分析仪相连，记录所述网络分析仪上射频线圈的初始谐振频率，依据w为射频线圈的谐振频率，l为电感，c为电容，调节射频线圈的电感、电容；此时得到的最佳谐振频率即为所述实际磁体空间内射频线圈的最佳谐振频率。
72.通过步骤1-2使所述射频线圈位于两侧射频屏蔽板的垂直中心线及水平中心线的交点处，防止了相对防止位置偏差对线圈调试效果的影响。
73.通过步骤3-4进行与射频线圈的谐振频率的调节。由谐振频率公式其中l为电感，c为电容，可知:当所述空间模拟装置的开口间距减小时，射频线圈由于受到射频屏蔽板限定的空间挤压，其作为储能元件时的等效电感将随之减小，此时谐振频率将会升高。
74.因此在前期装机调试中，已知实际开口间距时，通过第二连接件6将两侧射频屏蔽板4限定的开口间距调至与实际值一致，然后对射频线圈电感和电容值进行调试，此时调试出的线圈指定频率和匹配阻抗便是实际磁共振成像装置需要匹配的数值。
75.在后期维护中，当射频线圈的谐振频率已知时，可通过步骤1-4得到与已知谐振频率相对应的开口间距。首先将从磁共振成像装置中取出的射频线圈置于所述空间模拟装置中，然后通过调节所述第一连接件5、活动件31使射频线圈置于所述射频屏蔽板的中心位置，并通过调节第二连接件6使网络分析仪2中显示的射频线圈的谐振频率与其在磁共振成像装置中一致，此时的开口间距即为该射频线圈在磁共振成像装置。然后再在该空间开口间距下对射频线圈的电感、电容进行调试，此时调试出的线圈指定频率和匹配阻抗便是实
际磁轰炸成像装置需要优化的匹配数值。使在后期维护中，实际开口间距未知的情况下，不用进行整机拆卸，即可实现对射频线圈的维护调试。
76.虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然其并非用以限定本发明。本发明所属技术领域中具有通常知识者，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作各种的更动与润饰。因此，本发明的保护范围当视权利要求书所界定者为准。