具体实施方式

为了使本申请所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者间接在该另一个元件上。当一个元件被称为是“连接于”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或间接连接至该另一个元件上。

需要理解的是，术语“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本申请的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，“若干个”的含义是一个或多个，除非另有明确具体的限定。

图1示出了本申请实施例提供的多核射频接收线圈结构的结构示意图，为了便于说明，仅示出了与本实施例相关的部分，详述如下：

一种多核射频接收线圈结构，包括第一接收线圈100和第二接收线圈200。第一接收线圈100用于接收第一种类的核的磁共振(Magnetic Resonance，MR)弛豫信号，第一接收线圈100包括一电流方向交错的、位于第一接收线圈100中部的交错中心101；第二接收线圈200，用于接收第二种类或第三种类的核的MR弛豫信号，第二接收线圈200和第一接收线圈100层叠设置；其中，交错中心101位于第二接收线圈200在第一接收线圈100方向上的垂直投影内，以实现第二接收线圈200产生的磁场和第一接收线圈100产生的磁场为正交分布，使得第一接收线圈100和第二接收线圈200之间去耦。

两个独立的接收线圈100、200接入驱动信号TD1/TD2的方向不同，具体大约成正交关系，以使得两个线圈上大部分导电路径通过的电流成正交关系，因此，第一接收线圈100和第二接收线圈200所产生的磁场也就成正交分布，实现电磁解耦，提高了信噪比，以提升磁共振成像的质量。第一接收线圈100和第二接收线圈200是层叠设置的，并且能够实现三核素成像的射频接收，相比于三圈独立三谐振结构的体积小得多，更利于产品的小型化。第一种类的核可以是²³Na，第二种类的核可以是¹⁹F，第三种类的核可以是³¹P，当然也可以是¹H、¹⁴N、¹³C、³⁹K、¹⁷O或者¹²⁹X，用户可以根据不同核素所匹配的谐振频率对两个线圈的长度或者加入其它调谐器件调整。

在其中一个实施例中，第一接收线圈100为蝶形结构，第二接收线圈200为环形结构。如图1所示，第一接收线圈100从左侧接入驱动信号TD2，第二接收线圈200从上侧输入驱动信号TD1，以使得同一时刻下，两个线圈的电流方向大概成正交关系。一般地，两个线圈上可以设置电容器来调谐和匹配对应的核素的MR弛豫信号的谐振频率。可选地，第二接收线圈200为矩形结构或圆形结构。

在其中一个实施例中，第一接收线圈100包括呈“C”型的输入侧线段102、呈“X”型的中间线段103以及输出侧线段104，输入侧线段102与输出侧线段104对称设置，中间线段103包括交错而不连接的形成交错中心101的第一线段103a和第二线段103b，且第一线段103a的两端分别与输入侧线段102的第一端和输出侧线段104的第二端连接，第二线段103b的两端分别与输入侧线段102的第二端和输出侧线段104的第一端连接。其中，呈“C”型的输入侧线段102以及与输入侧线段102对称设置的输出侧线段104的拐角可以为直角或圆角，具体不做限定。

可选地，第一接收线圈100上连接有至少一个用于调谐匹配第一种类的核的MR弛豫信号的第一电容。本例中，第一接收线圈100上串接有四个第一电容，分别为C1、C2、C3、C4，其中电容C1、C3串接在输入侧线段102，且位于输入侧线段102的输入口的相对两侧，电容C2、C4分别设置在输入侧线段102的输入口和输出口，位于输入口和输出口的正负极之间。可选地，电容C1、C2、C3、C4中至少一个是可调电容，用以调节第一接收线圈100的谐振频率。

在其中一个实施例中，第二接收线圈200上连接有至少一个用于调谐匹配第二种类的核的MR弛豫信号的第二电容，以及至少一个用于调谐匹配第三种类的核的MR弛豫信号的第三电容。本例中，第二接收线圈200上串接有四个第二电容，分别为C5、C6、C7、C9，其中电容C6、C9串接在第二接收线圈200的输入口的相对两侧，电容C5、C7分别设置在第二接收线圈200的输入口和输出口，位于输入口和输出口的正负极之间。用于调谐匹配第三种类的核的MR弛豫信号的第三电容C8，具体地，通过接入或短路第三电容C8以实现第二接收线圈200谐振在第二种类的核的MR弛豫信号或第三种类的核的MR弛豫信号。可选地，电容C5、C6、C7、C9中至少一个是可调电容，用以调节第二接收线圈200的谐振频率。

本申请实施例的第二方面提供了一种多核射频接收装置包括上述的多核射频接收线圈结构，多核射频接收装置还包括第一驱动电路11、第一保护电路12、第二驱动电路13、第二保护电路14和调谐电路15。

第一驱动电路11与第一接收线圈100，用于给第一接收线圈100提供第一驱动信号TD2，以使第一接收线圈100接收第一种类的核的MR弛豫信号并输出；第一保护电路12与第一接收线圈100，用于控制第一接收线圈100在其发射线圈工作时禁止操作；第二驱动电路13与第二接收线圈200，用于给第二接收线圈200提供第二驱动信号TD1，以使第二接收线圈200接收第二种类或第三种类的核的MR弛豫信号并输出；第二保护电路14与第二接收线圈200，用于控制第二接收线圈200在其发射线圈工作时禁止操作；调谐电路15与第二接收线圈200，用于控制第二接收线圈200在接收第二种类核的MR弛豫信号和第三种类的核的MR弛豫信号之间切换。

可以理解的是在发射线圈停止工作时才接入驱动信号TD1/TD2，以避免接收线圈与发射线圈同时工作，发生损害；并且，在发射线圈工作时，关闭接收线圈的输出，具体可以是直接将输出口的正负极短接。

在其中一个实施例中，第一驱动电路11包括用于接入第一驱动信号TD2的第一驱动接口112、第一电感器L1、第一二极管D1和第一调谐电容C2，第一二极管D1的正极与第一驱动接口112的正极连接，第一二极管D1的负极与第一驱动接口112的负极连接，第一调谐电容C2与第一二极管D1并联，且串联在第一接收线圈100上，第一驱动接口112的正极和/或负极串接有第一电感器L1；

第二驱动电路13包括用于接入第二驱动信号TD1的第二驱动接口131、第二电感器L2、第二二极管D3和第二调谐电容C5，第二二极管D3的正极与第二驱动接口131的正极连接，第二二极管D3的负极与第二驱动接口131的负极连接，第二调谐电容C5与第二二极管D3并联，且串联在第二接收线圈200上，第二驱动接口131的正极和/或负极串接有第二电感器L2。可选地，第一电感器L1和第二电感器L2都可以为一个或者两个，如果为一个时，可以串接在驱动接口的正极或负极上，如果为两个时，驱动接口的正极和负极可以同时串接有电感器，起到抗干扰的输入的作用。可选地，第一驱动接口112和第二驱动接口131为同轴线接口，同轴线的内导体和外导体分别为驱动接口的正极和负极，利用同轴线传输驱动信号，有利于提高抗干扰能力，提升信号质量。

在其中一个实施例中，还包括第一输出接口Na_Rx、串接在第一接收线圈100上的第三调谐电容C4、第二输出接口F_Rx、串接在第二接收线圈200上的第四调谐电容C7，第一输出接口Na_Rx的正极和负极分别连接到第三调谐电容C4的两端，第一输出接口Na_Rx用于输出第一种类的核的MR弛豫信号；第二输出接口F_Rx的正极和负极分别连接到第四调谐电容C7的两端，第二输出接口F_Rx用于输出第二种类或第三种类的核的MR弛豫信号。第一输出接口Na_Rx和第二输出接口F_Rx为同轴线接口，同轴线的内导体和外导体分别为输出接口的正极和负极，利用同轴线传输驱动信号，有利于提高抗干扰能力，提升信号质量。

在其中一个实施例中，第一保护电路12包括第三二极管D2、第三电感器L3和第一保护接口121，第三二极管D2的正极与第一输出接口Na_Rx的正极连接，第三二极管D2的负极与第一输出接口Na_Rx的负极连接，第一保护接口121的正极和/或负极串接有第三电感器L3，第一保护接口121用于控制第一接收线圈100在其发射线圈工作时，接入第一保护信号TR2驱动第三二极管D2导通，以短路第一输出接口Na_Rx，让第一接收线圈100关闭，以保护本身以及后级电路；

第二保护电路14包括第四二极管D4、第四电感器L4和第二保护接口141，第四二极管D4的正极与第二输出接口F_Rx的正极连接，第四二极管D4的负极与第二输出接口F_Rx的负极连接，第二保护接口141的正极和/或负极串接有第四电感器L4，第二保护接口141用于控制第二接收线圈200在其发射线圈工作时，接入第一保护信号TR1驱动第四二极管D4导通，以短路第二输出接口F_Rx，让第二接收线圈200关闭输出，以保护本身以及后级电路。

可选地，第三电感器L3和第四电感器L4都可以为一个或者两个，如果为一个时，可以串接在输出接口的正极或负极上，如果为两个时，输出接口的正极和负极可以同时串接有电感器，起到抗干扰的输入的作用。可选地，第一保护接口121和第二保护接口141为同轴线接口，同轴线的内导体和外导体分别为保护接口的正极和负极，利用同轴线传输驱动信号，有利于提高抗干扰能力，提升信号质量。

在其中一个实施例中，调谐电路15包括调谐接口151和第五调谐电容C8，第五调谐电容C8串接在第二接收线圈200上，调谐接口151的正极和负极分别连接到第五调谐电容C8的两端，调谐接口151接入或不接入调谐信号使得短路或不短路第五调谐电容C8，以实现控制第二接收线圈200在接收第二种类的核的MR弛豫信号和第三种类的核的MR弛豫信号之间切换。可选地，调谐接口151为同轴线接口，调谐信号P_Rx为一电压信号，在同轴线接口接入和不接入电压时相当于将短路或不短路第五调谐电容C8；在另一个实施例中，调谐接口151可以为一个开关元件，比如继电器等。

如图2和图3所示，并结合图4，图4中，Tx表示发射状态时，各控制电路供电情况；Rx表示线圈处于接收状态时，各电路输入电压情况。

第一驱动信号TD2、第二驱动信号TD1工作时序相同，当第一种类的核MR发射线圈工作时，为保护第一接收线圈100，需使第一保护信号TR2＝5V，第三二极管D2导通，使得第一输出接口Na_Rx被短路。为保证第一接收线圈100谐振在第一种类的核的MR弛豫信号的频率，在接收状态下，使第一驱动信号TD2＝-30V、第一保护信号TR2＝-30V。此时，第一二极管D1、第三二极管D2不导通，其调谐和匹配通过电容C1、C2、C3、C4实现。

同第一接收线圈100工作原理相似，当第二种类的核MR发射线圈工作时，为保护第二接收线圈200，需要使第一保护信号TR1＝5V，第四二极管D4导通，第二输出接口F_Rx被短路，起到保护作用。当第二接收线圈200工作时，第一保护信号TR1＝-30V，第四二极管D4不导通，第二驱动信号TD1＝-30V，第二二极管D3不导通，电容C5、C6、C7、C8、C9参与第二种类的核的MR弛豫信号谐振。而当第二驱动信号TD1、第一驱动信号TD2＝5V时，电容C2短路，第一接收线圈100中仅剩电容C1、C3、C4参与谐振；因此，此时第一接收线圈100的谐振频率已偏移。当第二驱动信号TD1＝5V，调谐信号P_Rx＝-30V时，此时在第二接收线圈200中电容C8被短路，电容C5、C6、C7、C9参与第三种类的核的MR弛豫信号的谐振，不在第一、二种类的核的MR弛豫信号谐振点，此时第三种类的核的MR弛豫信号谐振。

本申请实施例的第三方面提供了一种共振成像设备，包括上述的多核射频接收装置。

本申请提供的实施例的阵列线圈结构进行了实验测试，测试结果表明¹⁹F、²³Na、³¹P的各通道均实现了较好的调谐和匹配，当¹⁹F、²³Na同时工作时，各通道匹配均小于-15dB，如图5(a)中曲线S11、S44所示；当³¹P通道工作时，如图5(b)中曲线S33所示，匹配近-20dB，通过实验结果证明，本申请所提出的三核射频接收线圈方案可行，实现了¹⁹F、²³Na、³¹P谐振。

上述的多核射频接收线圈结构、多核射频接收装置及磁共振成像设备相对于已有的双调谐射频阵列线圈结构以及三圈独立三谐振结构相比,本申请提出支持三核素成像的射频接收线圈结构，两个独立线圈结构组合的基础上，实现三核素工作频率的自由切换，实现三核磁共振成像，体积小，利于产品小型化；另外，在具备磁场正交的结构，实现不同线圈之间的解耦，信号质量好，这种方法可以扩展到任何感兴趣的核素。

以上所述实施例仅用以说明本申请的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本申请进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本申请各实施例技术方案的精神和范围，均应包含在本申请的保护范围之内。