阅读说明：本技术 一种磁共振成像的高温超导厚膜射频收发一体线圈 (High-temperature superconducting thick film radio frequency transceiving integrated coil for magnetic resonance imaging ) 是由 朱萍 张秀佳 于萍 高而震 于 2020-08-04 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种磁共振成像的高温超导厚膜射频收发一体线圈,包括线圈支架,内桶固定在线圈支架上,内桶与线圈外桶形成一个真空腔,在真空腔内设置有液氮冷却罐,在液氮冷却罐的内表面上设置有导热基层,由高温超导厚膜材料制成的线圈层设置在导热基层内表面上,线圈层在-196°C时实现超导,超导时电阻为零,线圈层为射频发射接收一体的鸟笼型线圈,内桶、液氮冷却罐和线圈外桶通过螺丝固定。本发明结构简单、设计合理,能够实现超导,减少了电路中的能量消耗,同时也提升了线圈的信噪比。(The invention discloses a high-temperature superconducting thick film radio frequency transceiving integrated coil for magnetic resonance imaging, which comprises a coil support, wherein an inner barrel is fixed on the coil support, the inner barrel and an outer barrel of the coil form a vacuum cavity, a liquid nitrogen cooling tank is arranged in the vacuum cavity, a heat conducting base layer is arranged on the inner surface of the liquid nitrogen cooling tank, a coil layer made of a high-temperature superconducting thick film material is arranged on the inner surface of the heat conducting base layer, the coil layer realizes superconductivity at the temperature of 196 ℃ below zero, the resistance during superconductivity is zero, the coil layer is a birdcage type coil integrating radio frequency transmitting and receiving, and the inner barrel, the liquid nitrogen cooling tank and the outer barrel of the. The superconducting coil is simple in structure and reasonable in design, can realize superconduction, reduces energy consumption in a circuit, and simultaneously improves the signal-to-noise ratio of the coil.)

一种磁共振成像的高温超导厚膜射频收发一体线圈

技术领域

本发明涉及应用于7T或9.4T动物的磁共振成像技术，具体的说是一种磁共振成像的高温超导厚膜射频收发一体线圈。

背景技术

现有技术的磁共振成像用线圈电阻较大，极大的消耗了电路中的能量，从而导致品质因数Q较低，同时还存在线圈的信噪比较低的问题。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提供了一种能够实现超导，减少电路中的能量消耗，且对线圈的信噪比也有较大提升的用于7T或9.4T动物的磁共振成像的高温超导厚膜射频收发一体线圈。

为了达到上述目的，本发明是通过以下技术方案来实现的：

本发明是一种磁共振成像的高温超导厚膜射频收发一体线圈，包括线圈支架，内桶固定在线圈支架上，内桶与线圈外桶形成一个真空腔，在真空腔内设置有液氮冷却罐，在液氮冷却罐的内表面上设置有导热基层，由高温超导厚膜材料制成的线圈层设置在导热基层内表面上，线圈层在-196°C时实现超导，超导时电阻为零，线圈层为射频发射接收一体的鸟笼型线圈，内桶、液氮冷却罐和线圈外桶通过螺丝固定。

本发明的进一步改进在于：液氮冷却罐由内外两层圆柱形桶和两片顶盖组成，形成一个容纳液氮的密封腔体，在靠近外侧的顶盖上设置有与两个导管连接的两个孔，其中一个导管输送液氮，另一个导管排出氮气。

本发明的进一步改进在于：在线圈外桶上设置有供两个导管穿过的穿孔。

本发明的进一步改进在于：内桶由FR4材料制成。

本发明的进一步改进在于：线圈外桶采用FR4桶体。

本发明的进一步改进在于：在线圈外桶内侧沿主磁场方向均匀设置有数个铜箔，相邻的两个铜箔之间设置有间隙，在每个间隙内均设置有数个电容，电容的两个引脚分别焊接在间隙两侧的铜箔上。

本发明的进一步改进在于：电容的值为1000pF-1000nF。

本发明的进一步改进在于：线圈层包括顶部的两个圆环和连接两个圆环的数个腿，在每相邻的两个腿之间的圆环上设置有一个或多个线圈层电容，在线圈层电容两侧的圆环形成了相互正交的两个通道，相互正交的两个通道之间设置有调协电容或匹配电容。

本发明的进一步改进在于：腿为4条、8条或16条。

本发明的进一步改进在于：调协电容和匹配电容均为可调电容。

本发明的有益效果是：本发明的线圈层由高温超导厚膜材料制成，在-196°C时实现超导，超导时电阻为0。因而极大地减少了电路中的能量消耗，从而提高品质因数Q。同时，对于线圈的信噪比也有比较大的提升。

附图说明

图1是本发明结构示意图。

图2是本发明组装示意图。

图3是线圈层示意图。

图4是线圈层电容分布示意图。

其中：1-线圈支架，2-内桶，3液氮冷却罐-，4-线圈层，5-导管，6-线圈外桶。

具体实施方式

为了加强对本发明的理解，下面将结合实施例和附图对本发明进行详细描述，该实施例仅用于解释本发明，并不对本发明的保护范围构成限定。

如图1-3所示，本发明是一种磁共振成像的高温超导厚膜射频收发一体线圈，包括线圈支架1，内桶2固定在线圈支架1上，内桶2与线圈外桶6形成一个真空腔，真空腔能够起到隔热的作用，在真空腔内设置有液氮冷却罐3，在液氮冷却罐3的内表面上设置有导热基层，由高温超导厚膜材料制成的线圈层4设置在导热基层内表面上，线圈层4在-196°C时实现超导，超导时电阻为零，线圈层4为射频发射接收一体的鸟笼型线圈，鸟笼线圈具有较高的磁场均匀度，且可以采用正交激发。内桶1、液氮冷却罐3和线圈外桶6通过螺丝固定。

液氮冷却罐3由内外两层圆柱形桶和两片顶盖组成，两层圆柱形桶和两片顶盖由胶粘固定，形成一个容纳液氮的密封腔体，在靠近外侧的顶盖上设置有与两个导管5连接的两个孔，其中一个导管5输送液氮，另一个导管5排出氮气。在线圈外桶6上设置有供两个导管5穿过的穿孔。液氮冷却罐3套在内桶1外侧，线圈外桶6套在液氮冷却罐3外侧，液氮冷却罐3上的导管5从线圈外桶6上的穿孔穿出，通过向液氮冷却罐3的密封腔体内输入液氮，并排出氮气，能够确保线圈层4的温度达到超导所需要的温度范围，内桶2由FR4材料制成。线圈外桶6采用FR4桶体。在线圈外桶6内侧沿主磁场方向均匀设置有数个铜箔，相邻的两个铜箔之间设置有间隙，在每个间隙内均设置有三个电容，电容的两个引脚分别焊接在间隙两侧的铜箔上，电容的数值较大，为1000pF-1000nF。线圈层4包括顶部的两个圆环和连接两个圆环的数个腿，在每相邻的两个腿之间的圆环上设置有一个或多个线圈层4电容，在线圈层4电容两侧的圆环形成了相互正交的两个通道，相互正交的两个通道之间设置有调协电容Ct或匹配电容Cm。腿为4条、8条或16条。调协电容和匹配电容均为可调电容。在两通道之间放置可调电容，用以补偿线圈制作过程中的结构差异以及电容误差所带来的不对称性。

线圈层4由高温超导厚膜材料制成，在-196°C时实现超导。超导时电阻为0。因而极大地减少了电路中的能量消耗，从而提高品质因数Q。同时，对于线圈层4的信噪比也有比较大的提升。本发明处于工作状态时，由其中一个导管5向液氮冷却罐3内输入液氮，由另一个导管5将液氮冷却罐3内的氮气输出，确保线圈层4处于超导状态。

本发明的实施例公布的是较佳的实施例，但并不局限于此，本领域的普通技术人员，极易根据上述实施例，领会本发明的精神，并做出不同的引申和变化，但只要不脱离本发明的精神，都在本发明的保护范围内。