ПРИЕМНО-ПЕРЕДАЮЩАЯ РАДИОЧАСТОТНАЯ-КАТУШКА ДЛЯ МАГНИТНО-РЕЗОНАНСНОГО ТОМОГРАФА

Полезная модель относится к медицинской технике и представляет собой приемопередающую антенну (радиочастотную катушку), состоящую из активного элемента, формирующего магнитное радиочастотное (РЧ) поле круговой поляризации, и пассивного, который представляет собой экранирующий элемент для РЧ-поля. Устройство предназначено для возбуждения ядер атомов в области исследования и приема магнитно-резонансного (MP) отклика ядер на резонансной (Ларморовой) частоте аппарата для магнитно-резонансной томографии (МРТ).
Наиболее близким техническим решением, принятым за прототип, является объемная РЧ-катушка, состоящая из активного и пассивного экранирующего элемента, экранирующий элемент выполнен в виде металлического цилиндрического экрана, в обоих основаниях которого установлены дополнительные экранирующие кольцеобразные металлические диски, которые находятся в электрическом контакте с основным экраном (патент WO 2006120588 A1, МПК G01R 33/422, дата приоритета: 06.05.2005, дата публикации: 16.11.2006). Данная реализация позволяет уменьшить потери на излучение, уменьшить удельный коэффициент поглощения в объекте исследования и увеличить КПД приемопередающей катушки в сравнении со случаем стандартного экранирующего элемента без дополнительных металлических экранирующих дисков.
Существенный недостаток прототипа заключается в том, что РЧ магнитное поле концентрируется между экраном и проводящими элементами активного элемента, что вызывает снижение КПД за счет повышения диссипативных потерь в металлических частях катушки. Кроме того, за счет свойства противофазного сложения падающей и отраженной волны, свойственного экранирующему элементу, интенсивность РЧ магнитного поля в области интереса снижается, что также приводит к уменьшению КПД РЧ катушки.
Задачей, на решение которой направлена предлагаемая полезная модель, является улучшение качества получаемых MP изображений.
Поставленная задача решается за счет достижения технического результата, заключающегося в увеличении амплитуды РЧ магнитного поля в области интереса при заданной мощности в режиме передачи, повышении соотношения радиочастотного магнитного поля и удельной поглощенной мощности, а также повышении чувствительности в режиме приема.
Данный технический результат достигается благодаря тому, что приемопередающая радиочастотная катушка для магнитно-резонансного томографа, состоящая из активного элемента и из экранирующего элемента, выполненного в виде полого металлического цилиндра с кольцеобразными металлическими дисками на основаниях, отличающаяся тем, что, внутренняя поверхность металлического цилиндра снабжена тонкими металлическими шайбами с образованием в совокупности с кольцеобразными металлическими дисками на основаниях цилиндра гребенчатой структуры, которая заполнена диэлектриком, количество пазов гребенчатой структуры не менее трех, длина гребенчатой структуры в осевом направлении совпадает с длиной активного элемента с точностью до половины ширины паза, глубина паза гребенчатой структуры в 3÷4 раза меньше длины волны в диэлектрике, соответствующей рабочей (Ларморовой) частоте магнитно-резонансного томографа, при этом металлические шайбы по внешним краям имеют электрический контакт с внутренней поверхностью металлического цилиндра.
Сущность заявляемой полезной модели поясняется фигурами. Общий вид одного из вариантов предлагаемого устройства показан на фиг. 1, вид в сечении одного из вариантов устройства продольной плоскостью - на фиг. 2, где 1 - экранирующий элемент, 2 - активный элемент, представленный объемной катушкой типа «птичья клетка», 3 - металлический цилиндр с кольцеобразными металлическими дисками 8 на основаниях, 4 - пазы гребенчатой структуры 5, заполненные диэлектриком.
Устройство работает следующим образом.
В режиме передачи радиочастотный сигнал подается через делитель 6 и устройства согласования 7 на активный элемент, который создает РЧ-магнитное поле в исследуемом образце. Для работы катушки как в режиме приема, так и в режиме передачи необходим экранирующий элемент 1, который снабжен гребенчатой структурой 5. Структура 5 является резонансной и имеет собственную моду на рабочей (Ларморовой) частоте магнитно-резонансного томографа, этой моде соответствует однородное РЧ магнитное поле во внутренней области РЧ-катушки. Для настройки на рабочую частоту томографа, гребенчатая структура 5 заполняется диэлектриком. Глубина пазов 4 гребенчатой структуры 5 в 3÷4 раза меньше длины волны в диэлектрике, соответствующей рабочей (Ларморовой) частоте магнитно-резонансного томографа. Длина гребенчатой структуры 5 в осевом направлении совпадает с длиной активного элемента 2 с точностью до половины ширины паза 4. Первичные магнитные радиочастотные поля активного элемента и поля, наведенные за счет резонансного возбуждения пассивного экранирующего элемента активным элементом, благодаря наличию диэлектрика, складываются синфазно. В результате, амплитуда магнитного поля в центре РЧ-катушки повышается по отношению к РЧ-катушке, экранирующий элемент которой представляет собой металлический цилиндр с кольцеобразными металлическими дисками на основаниях, при фиксированной мощности на входе катушки в режиме передачи.
В режиме приема в активном элементе наводится ЭДС откликом спинов и, за счет вышеуказанной синфазной работы активного элемента и предложенного экранирующего элемента, также повышается чувствительность РЧ-катушки в режиме приема.