CN101171526A - 用于高场mri线圈的电磁屏蔽 - Google Patents

用于高场mri线圈的电磁屏蔽 Download PDF

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Abstract

一种用于磁共振成像的射频线圈包括限定成像体积的有效线圈元件(70，701，170，270)。该有效线圈元件包括具有第一截面维度(dactive)的第一开口端。屏蔽线圈元件(72，721，722，723，724，725，172，1722，272)基本上环绕在该有效线圈元件周围。该屏蔽线圈元件具有收缩开口端(88)，其被设置成与该有效线圈元件的第一开口端相邻近，并且具有比该屏蔽线圈元件的截面维度(dShield)小的收缩截面维度(dconst)。在一些实施例中，该射频线圈还包括显著大于该屏蔽线圈元件(72，721，722，723，724，725，172，1722，272)并且包围该有效线圈元件和屏蔽线圈元件的外部屏蔽线圈元件(100)。

Description

用于高场MRI线圈的电磁屏蔽
技术领域
以下涉及磁共振成像领域。它特别应用于高场磁共振成像(MRI)，例如在大约3特斯拉或更高处成像，以下将特别参照其进行说明。然而，它还可以应用于在较低磁场处执行的磁共振成像、磁共振光谱等。
背景技术
在磁共振成像中，成像对象被放置在时间恒定的主磁场中，并且承受射频(RF)激励脉冲以在成像对象中产生核磁共振。磁场梯度被叠加到该主磁场上以空间编码该磁共振。该空间编码的磁共振被读出，并基于该空间编码进行重建以生成磁共振图像。
在磁共振成像中，信噪比(SNR)和其他图像特性通常随着主磁场强度的增加而改善。拉莫尔或核磁共振频率与磁场强度成比例。例如，对于1.5特斯拉的质子成像，核磁共振频率大约为64MHz；在3.0特斯拉，核磁共振频率大约为128MHz；在7.0特斯拉，核磁共振频率大约为298MHz，等等。
在高达大约128MHz的共振频率(3.0特斯拉)，有时使用整体(whole-body)射频线圈进行射频激励，并且可选地，用于接收磁共振信号。这种RF线圈的一个例子是建造在磁共振成像扫描器外壳中的整体正交鸟笼式线圈。这种整体RF线圈便于永久安装，并且提供大视场以进行整体成像。由于RF磁场的空间不均匀性、线圈负载和在高共振频率下增强的其他问题因素，整体线圈在大约3特斯拉或更高的磁场中的有效性降低。
还可以使用局部射频线圈进行射频激励，用于接收磁共振信号，或者用于传输和接收相位。与整体线圈相比，局部RF线圈更小，更紧密地与成像对象的被成像区域耦合。因此，局部RF线圈对小区域具有比整体RF线圈更高的SNR，特别是在更高的磁场强度下，例如7特斯拉时。这种局部线圈的例子是配置成安装在成像人体的头上的头部线圈，用于脑或其他颅成像；安装在对应肢体上的臂或腿线圈；安装在患者全部躯体或其一部分上以进行心脏成像、肺成像等等的躯体线圈；以及被设置在成像对象的关注区域附近或与其相接触的通常为平面或轻微曲面的线圈。
在更高的磁场强度，特别是大约3特斯拉或更高，由于电磁场的RF传输损失，即使是局部射频线圈也会显示出明显降低的性能。例如在头部线圈的情况下，在该线圈外部有一个强电场与患者肩膀耦合，导致功率需求增加和特殊的吸收比(SAR)问题。在该头部线圈的两个开口端，实质上存在辐射泄漏，这就降低了传输线圈效率和减少了接收信号的SNR。在一些头部线圈中，用端盖(end-cap)盖在距离颈部和肩膀区域的远端，以减少在该端部的辐射损失和使耦合到该线圈外部其他结构的RF最小化。然而，在临床上也需要在线圈在两端开口的情形。现有的射频屏蔽在低磁场强度时有效，例如低于大约3特斯拉，这时，共振频率较低并且RF波长较长。当RF波长比RF屏蔽直径长时，直径大约为65cm的RF线圈和RF屏蔽可以很好地包含该成像场。随着磁场和共振频率的增加，例如在大约3特斯拉或更高时，现有的射频屏蔽在减少电磁耦合和辐射线圈损失上的有效性降低。例如，对包含圆柱形屏蔽的常规鸟笼型头部线圈的模拟显示，在7特斯拉时有大约20％的辐射损失。
本发明关注能够克服前述局限性和其他缺陷的改进的设备和方法。
发明内容
在一个方面，公开了一种用于磁共振成像的射频线圈。由有效线圈元件限定成像体积。该有效线圈元件包括具有第一截面维度的第一开口端。屏蔽线圈元件基本上环绕在该有效线圈元件周围。该屏蔽线圈元件具有收缩开口端，其被设置成与该有效线圈元件的第一开口端相邻近，并且具有比该屏蔽线圈元件的截面维度小的收缩截面维度。
在另一个方面，公开了一种用于磁共振成像的射频线圈。由有效线圈元件限定成像体积。该有效线圈元件包括具有第一截面维度的第一开口端。屏蔽线圈元件基本上与该有效线圈元件环绕地相符。该屏蔽线圈元件具有收缩开口端，其被设置成与该有效线圈元件的第一开口端相邻近。外部屏蔽线圈显著大于该屏蔽线圈元件，并且包围该有效线圈元件和屏蔽线圈元件。
在另一个方面，提供一种磁共振成像方法。生成射频磁场，其具有激励对象的关注区域的磁共振的频率。该射频场处于该关注区域以及该对象的其他区域中。该射频场在该对象其他区域中的部分被屏蔽以增强该关注区域中的射频场。
一个优点是提高了射频线圈的效率。
另一个优点是减少了射频线圈的辐射损失。
另一个优点是减少了SAR，并且增加了射频线圈的SNR。
在阅读以下对于优选实施例的详细说明的基础上，本领域普通技术人员将会清楚其他许多的优点和好处。
附图说明
本发明可以实施为各种组件和组件装置，以及各种过程操作和过程操作的集合。附图仅仅是用于例示优选实施例的目的，而不应被解释为对本发明的限制。
图1示意性示出了包括射频头部线圈的磁共振成像系统的一个例子。
图2A、2B和2C示出了图1的射频头部线圈的透视图、剖面图和示意性截面图。
图3绘出了不同直径和长度的外部屏蔽线圈元件的辐射损失。
图4示出了具有端盖的头部线圈的剖面透视图。
图5示出了具有护环的头部线圈的剖面透视图。
图6A和6B示出了屏蔽线圈元件的透视图，其具有可分离以方便患者进入的半环形凸缘元件。图6A示出了安装有该半环形凸缘元件的屏蔽线圈元件，图6B示出了该半环形凸缘元件被移除的屏蔽线圈元件。
图7示出了设置在该成像对象头部上的屏蔽线圈元件的透视图，其中该屏蔽线圈元件具有与肩膀周边基本相符的形状的一致形状的凸缘。
图8示出了设置在该成像对象头部上的屏蔽线圈元件的透视图，其中该屏蔽线圈元件具有设置在该线圈外部的成像对象一部分周围的柔性织物凸缘。
图9示出了与图2A、2B和2C相似的头部线圈的剖面透视图，但是该鸟笼型有效线圈元件被TEM型有效线圈元件替代。
图10示意性示出了射频线圈的端视图，包括有效线圈元件和屏蔽线圈元件，该有效线圈元件包括具有电抗元件(reactive element)的端环，屏蔽线圈元件具有屏蔽该电抗元件的多个凸缘部分。
图11示意性示出了射频线圈的端视图，包括有效线圈元件和屏蔽线圈元件，该有效线圈元件包括具有电抗元件的端环，屏蔽线圈元件包括具有屏蔽该电抗元件的护环部分的凸缘。
图12示意性示出了射频线圈的端视图，包括有效线圈元件和屏蔽线圈元件，该有效线圈元件在外径上具有包含电抗元件的端环，该屏蔽线圈元件具有屏蔽该电抗元件的凸缘。
具体实施方式
参照图1，磁共振成像扫描器10包括扫描器外壳12，其中至少部分放置有患者或其他成像对象16。扫描器外壳12的表面孔腔套管(cosmetic bore liner)18可选地划出扫描器外壳12的一个圆柱形孔腔或开口，在其中设置成像对象16。设置在扫描器外壳12中的主磁体20由主磁体控制器22控制以在成像对象16中生成主磁场B0。典型地，主磁体20是由低温环箍(cryoshrouding)24环绕的持久超导永磁体。主磁体20生成典型地约为3特斯拉或更高的主磁场。在一些实施例中，该主磁场是大约7特斯拉。
磁场梯度线圈28被布置在外壳12中或其上，以便将选择的磁场梯度叠加在该主磁场上。典型地，该磁场梯度线圈包括用于产生三个正交磁场梯度(例如x梯度、y梯度和z梯度)的线圈。一个或多个射频线圈被设置在扫描器10的孔腔中以注入射频激励脉冲B1和测量磁共振信号。在所示实施例中，射频头部线圈30环绕该成像对象16的头部32(在图1中的虚象所示)。
在磁共振成像数据采集期间，射频功率源38通过射频切换电路40耦合到头部线圈30以便向由头部线圈30所限定的成像区域中注入射频激励脉冲，从而生成和从设置在头部线圈30内的头部32接收磁共振信号。磁场梯度控制器44操作磁场梯度线圈28以空间编码该磁共振。例如，在射频激励期间应用的一维磁场梯度产生切片选择性激励；在激励和磁共振读出之间应用的磁场梯度提供相位编码；以及在读出磁共振期间应用的磁场梯度提供频率编码。该磁共振成像脉冲序列可以被配置成产生笛卡尔、辐射状、螺旋形或其他空间编码。
在磁共振读出相位期间，切换电路40从头部线圈30断开该射频发射机38，并且将射频接收机46连接到头部线圈30以从设置在头部线圈30内的头部32采集空间编码的磁共振。该采集的空间编码磁共振被存储在数据缓冲器50中，并且被重建处理器52重建以产生头部32或存储在图像存储器54中的其被选择部分的重建图像。重建处理器52应用一种适于解码该空间编码磁共振的重建算法。例如，如果是采用了笛卡尔编码，那么二维或三维快速傅里叶变换(FFT)重建算法就是合适的。
该重建图像适于在用户界面56或另一高分辨率显示设备上显示，打印，通过因特网或局域网传输，存储在非易失性存储介质上，或者其他应用。在图1的实施例中，用户界面56还使放射学家或其他操作者与扫描器控制器60对接以控制该磁共振成像扫描器10。在其他实施例中，可以提供分离的扫描器控制接口。
继续参照图1和参照图2A、2B和2C，更详细地描述该头部线圈30。该头部线圈包括基本上被屏蔽线圈元件72环绕的有效线圈元件70。在图2A的透视图中，仅能看到环绕的屏蔽线圈元件72；图2B提供了有效线圈元件70的略少于一半的剖面图。图2C提供了用于显示射频线圈30的维度方面的示意性切片图。在图2B和2C中用虚线显示有效线圈元件70以便将其与环绕的屏蔽线圈元件72区分开。
在射频线圈30中，有效线圈元件70是具有对应于圆柱直径dactive的基本恒定的截面维度的、通常为圆柱形的鸟笼式线圈。该有效线圈元件70具有第一开口端74和与该第一开口端相对的第二开口端76，成像对象16的颈部穿过该第一开口端74。在鸟笼式线圈实施例中，该有效线圈元件70包括设置在第一开口端74邻近的第一端环80，和设置在第二开口端76邻近的第二端环82。相互平行并且与端环80、82横向布置的多个辐条(rung)84在第一和第二端环80、82之间延伸。该有效线圈元件70可以包含电容器、PIN二极管或其他电子电路控制元件的阵列。
该环绕屏蔽线圈元件72的形状通常是圆柱形，并且与通常圆柱形的有效线圈元件70同心设置。该环绕屏蔽线圈元件72具有大于该鸟笼式线圈直径dactive的圆柱直径dshield，从而使得该屏蔽线圈元件72环绕该有效线圈元件70。该屏蔽元件72可以由与电容器或其他电元件桥接的分段导电材料制成，或者可以是没有电容器的掩蔽材料等。
颈部所穿过的有效线圈元件70的第一端74与成像对象16的肩膀34紧密相邻。为了减少与肩膀34的电磁耦合，以及为了减少辐射损失，屏蔽线圈元件72限定了被布置成与有效线圈元件70的第一开口端74相邻近的收缩开口端88。该收缩开口端88具有由环形凸缘90产生的收缩截面直径dconst，环形凸缘90具有对应于通常圆柱形的屏蔽线圈元件72的直径dshield的外径和限定收缩直径dconst的内径。
第二环形凸缘92可选地限定该屏蔽线圈元件72的第二收缩端94。该第二凸缘92减少了在该屏蔽线圈元件72的第二端94处的辐射损失。在图2A、2B和2C的实施例中，该第一和第二凸缘90、92具有相同的尺寸和形状，从而使得屏蔽线圈元件72和射频线圈30的端部是对称的。
参照图1和2C，减少收缩直径dconst(即，使其更狭窄)被认为可以减少辐射损失和与肩膀34的电磁耦合。然而，该收缩直径dconst应当足够大以使得头部32进入屏蔽线圈元件72中。而且，凸缘90与有效线圈元件70的第一端74分离开距离Δx。随着该距离的减少，有效线圈元件70与肩膀34之间的耦合通常也减少。然而，Δx的减少增加了凸缘90与端环80之间的耦合，这可能减少线圈灵敏度和头部图像的SNR。距离Δx的一种适当确定是头部32的中心到肩膀34的平均距离减去有效线圈元件70的一半长度。存在分隔距离Δx的最优值，其可以平衡减少通过屏蔽线圈元件72的第一开口端74与肩膀34的电磁耦合的优点和降低线圈灵敏度与图像SNR的缺点。该最优距离适于通过电磁模拟或者通过测量该线圈的电磁泄漏和比较该距离Δx的一组试验值的头部图像SNR来确定。
对于7特斯拉(298MHz)的模拟显示，与省略凸缘90的类似线圈相比，肩膀34附近的凸缘90将辐射损失减少了大约一半。凸缘90还减少了大约8％的SAR，这主要是通过减少与肩膀34的电磁耦合而减少所应用的功率需求来实现的。所应用功率的大部分被应用到所关注区域，少部分被损失到邻近区域或者辐射到周围环境中。RF功率成本随着频率/场强度而增加，所以有利于减少这些损失。
分隔距离Δx还对射频线圈30的共振频率有影响。因此，分隔距离Δx还可以用于将射频线圈30调谐到预期的磁共振频率。这种调谐例如适于通过反复试验来执行，通过对分隔距离Δx作一些小的调整和测量射频线圈30的共振频率来实现。在一些实施例中，在肩膀侧的Δx(即第一开口端74)被调节以使辐射损失最小化，而在该线圈相反端的相同分隔(即第二开口端76)被调节以调谐射频线圈30。
返回参照图1，射频线圈30可选地还包括围绕有效线圈元件70和屏蔽线圈元件72的外部屏蔽线圈元件100。与基本上和有效线圈元件70围绕地相符的屏蔽线圈元件72不同，外部屏蔽线圈元件100显著大于有效和屏蔽线圈元件70、72。例如，在图1的实施例中，外部屏蔽线圈元件100基本上是圆柱形的，并且基本上与磁共振成像扫描器外壳12的孔腔对齐；然而，有效和屏蔽线圈元件70、72显著较小，并且被设置在成像对象16的头部32周围。该头部32通常但并非必需地被设置在扫描器外壳12的孔腔中央。电磁模拟显示，对于在7特斯拉工作的射频线圈，包括该外部屏蔽线圈元件100可以减少多于一半的辐射损失。一般地，希望将该外部屏蔽线圈元件100与局部RF屏蔽相结合用于工作在大于3特斯拉的扫描器中。
为了相对于辐射损失提供有效的屏蔽，该外部屏蔽线圈元件100不应独自作为辐射体。根据波导理论，无限长度的空心圆柱的最低截止频率(MHz)是fλ(TE11)≈175.8/D(MHz)的TE11模式，其中D是以米为单位的波导直径。例如，对于D＝0.65m，fλ(TE11)≈270.5MHz；对于D＝0.59m，fλ(TE11)≈298.0MHz。假设7特斯拉1H线圈的共振频率是大约298MHz，那么用于无限长圆柱屏蔽的截止频率略低于或者等于该线圈共振频率的边缘。这些值是对于无限长的空心圆柱波导计算的。
图3绘出了辐射损失与外部屏蔽线圈元件100的长度的对比图，包括对于加载有7特斯拉的5mm分辨率真实人体模型的局部屏蔽传输鸟笼式头部线圈(没有端部收缩凸缘90、92)的一个在Ds＝65cm时的模拟和四个在Ds＝59cm时的模拟。辐射损失随着外部屏蔽线圈元件直径Ds的减少而减少。辐射损失还随着外部屏蔽线圈元件100的长度增加而减少。在Ds＝59cm时的四次模拟的基础上，图1中的实线将估计的辐射损失表示为Ds＝59cm的外部屏蔽线圈元件100的长度的函数。在完全省略了可选的外部屏蔽线圈元件100的情况下，模拟显示的辐射损失为大约20％，因此，即使对于更大的直径Ds＝65cm，也可以通过包括1米长的外部屏蔽线圈元件100来使辐射损失减少超过一半。
参照图4，一个替代的屏蔽线圈元件721与屏蔽线圈元件72类似，除了用端盖921代替了第二凸缘92。换句话说，在屏蔽线圈元件721中，第二凸缘的内径减小为零。
参照图5，另一个替代的屏蔽线圈元件722与屏蔽线圈元件72类似，除了用替换的包括环形护环102的替换的环形第一凸缘902代替了第一凸缘92，并且类似地用包括环形护环104的替换的环形第二凸缘922代替了第二凸缘92。每个护环102、104延伸到屏蔽线圈元件722中，并且在一些实施例中延伸到有效线圈元件70中。可以认识到，对于该凸缘还可以作出其他修改，例如朝向屏蔽线圈元件72的主体或远离屏蔽线圈元件72的主体倾斜或翘起该凸缘，提供连续弯曲或分段弯曲的凸缘表面而不是平面凸缘表面，等等。
参照图6A和6B，在另一替代的屏蔽线圈元件723中，用可分离的半环形凸缘元件903a、903b代替凸缘90。图6A示出了该附着配置，其中凸缘元件903a、903b与屏蔽线圈元件723的主体可导和/或电容性耦合。图6B示出了分离配置，通过去除该可分离凸缘元件903a、903b，提供了一个更大的开口用于插入成像对象16的头部32。在该头部插入后，将半环形凸缘元件903a、903b安装到颈部任一侧的屏蔽723的主体上。这样就可以使得屏蔽线圈元件723具有较小的收缩直径，从而相应地进一步提高效率和SAR。虽然该可分离凸缘元件903a、903b应当紧密匹配或重叠以在图6A所示的安装配置中提供基本完整的环形凸缘，但是可以预期的是，在安装时可以在两个凸缘元件903a、903b之间的连接处设置小间隙106、108。间隙106、108可以被远离肩膀34排列以使它们妨碍电磁耦合的不利影响最小化。该半环形可分离凸缘元件可选地包括与图5的护环102类似的护环(未示出)。在其他变体中，提供了三个或更多的半环形可分离凸缘元件。例如，可以使用每个跨度为大约120°的三个可分离凸缘元件。此外，屏蔽线圈元件723的第二端可以具有永久凸缘，半环形可分离凸缘元件，端盖，或者可以完全打开。此外，该凸缘的开口不需要是圆形的。例如，该凸缘可以距离肩膀更远，这样电磁耦合将会最大，并且远离肩膀的一端更窄或带孔可以减少幽闭恐怖效应。
参照图7，在另一替代的屏蔽线圈元件724中，用形状基本与肩膀34周边相符的一致形状的凸缘904来代替凸缘90。该一致形状凸缘904与屏蔽线圈元件724的主体可导地连接，例如直接连接或通过可导电缆或电线110连接。该一致形状的凸缘904可选地是可分离的，从而可以从例如一组“小”、“中”、“大”和“超大”的相符凸缘中选择与特定患者的肩膀最佳配合的一致形状的凸缘。与将一致形状的凸缘904附着到屏蔽线圈元件724的主体上不同，可以将它机械连接和支撑到患者床上，并且通过电缆110与屏蔽线圈元件724的主体耦合。屏蔽线圈元件724的第二端可以具有永久凸缘、可去除凸缘、端盖，或者可以是完全打开的。
参照图8，在另一替代的屏蔽线圈元件725中，用由可导纤维或电线、铜链甲(copper chain mail)、金属网或遮蔽(screening)等编织的布制成的柔性织物凸缘905代替凸缘90。该织物铺设在成像对象16的颈部和肩膀上。柔性凸缘905可以覆盖有绝缘膜或者具有绝缘织物外层以避免与成像对象16可导接触。可选地，柔性织物凸缘905可以通过夹子、按扣(snap)等附着在成像对象16的颈部周围。屏蔽线圈元件725的第二端可以具有永久凸缘、可去除凸缘、端盖，或者可以是完全打开的。
参照图9，一个替代的有效线圈元件701是横向电磁(TEM)线圈，而不是鸟笼型有效线圈元件70。在该TEM线圈701中，省略了端环80、82，并且辐条841与鸟笼式线圈70的辐条84类似，但是辐条841的端部连接到屏蔽线圈元件72以提供封闭的电流路径。可以认识到，其他类型的有效线圈也可以被设置在屏蔽线圈元件72内。
屏蔽线圈元件72、721、722、723、724、725可以由可导壳体、电线网或遮蔽、具有内嵌导线或纤维的透明、半透明或不透明塑料壳等等制成。有效线圈元件70、701可以由刚性导体、印刷电路、可导带、微波传输带、金属杆或管、或者被设置在圆柱形线圈架上或内的类似物等制成。在一些实施例中，共用的圆柱形线圈架可以在内表面上支撑有效线圈元件70、701，并且在外表面上支撑屏蔽线圈元件72、721、722、723、724、725。此外，虽然例示了圆柱形线圈元件，但是该屏蔽线圈元件、有效线圈元件或者二者也可以是椭圆形、圆锥形或者其他形状。这些形状都被术语“通常圆柱形”所涵盖，其不是用于限制到完全圆形的圆柱。
类似地，可选的外部屏蔽线圈元件100可以是可导壳体、电线网或遮蔽、具有内嵌导线或纤维的透明、半透明或不透明塑料壳等等。在一些实施例中，该外部屏蔽线圈元件100是设置在电介质线圈架上的金属膜、金属膜网等，该线圈架还支撑磁场梯度线圈28。在一些实施例中，该外部屏蔽线圈元件100是设置在表面孔腔套管18内表面或外表面上的金属膜、金属膜网等。在一些实施例中，该外部屏蔽线圈元件100是设置在孤立的(stand-alone)电介质线圈架上的金属膜、金属膜网等。在一些实施例中，该外部屏蔽线圈元件100是刚性孤立的金属膜、金属膜网等。
有效线圈元件70、701可以包括电抗元件例如电容器或电感器，用于将该有效线圈元件调谐到磁共振频率。例如，鸟笼式线圈典型地在端环、辐条或者二者中包括调谐电容器。端环中的电容器可以是电磁泄漏的主要源头。
参照图10，有效线圈元件170(用虚线绘出)被屏蔽线圈元件172(用实线绘出)屏蔽。所示有效线圈元件170是包括与辐条184相连接的端环180的鸟笼式线圈。屏蔽线圈元件172包括以定距离间隔的凸缘元件190，其限定了屏蔽线圈元件172的收缩端，该收缩端具有等于或小于有效线圈元件170的直径的收缩直径。端环180包括电抗元件200，例如集中或分布式电容器。屏蔽线圈元件172的凸缘元件190与集中式电抗元件200对齐以减少通过该电抗元件200产生的辐射损失和电磁耦合。
参照图11，有效线圈元件170(用虚线绘出)被屏蔽线圈元件1722(用实线绘出)屏蔽。该屏蔽线圈元件1722包括通常为环形的第一凸缘1901。以定距离间隔的环形护环元件1902延伸入有效线圈元件170中。以定距离间隔的环形护环元件1902与电抗元件200对齐以减少通过该电抗元件200产生的辐射损失和电磁耦合。该环形护环元件1902电连接到凸缘1901，或者可选地电浮动(floating)而不与凸缘1901连接。
参照图12，有效线圈元件270(用虚线绘出)被屏蔽线圈元件272(用实线绘出)屏蔽。所示有效线圈元件270是包括与辐条284相连接的端环280的鸟笼式线圈。屏蔽线圈元件272包括限定了屏蔽线圈元件272的收缩端的凸缘元件290。端环280包括电抗元件300，例如集中或分布式电容器。端环280在比辐条284更大的半径上配置有电抗元件300。
虽然这里举例说明和描述了头部线圈，但是可以认识到，所说明和描述的射频线圈很容易被修改以用于成像胳膊、腿、躯干或其他身体区域。例如，在躯干、膝盖或肘成像的情况下，非图4所示的射频线圈是适合的(图4的屏蔽线圈元件721的端盖将会影响该特定示例的屏蔽线圈元件721在躯干、膝盖或肘上的放置)。
已经参照优选实施例对本发明进行了描述。显而易见地，可以在阅读和理解前面详细说明的基础上进行其他修改和替换。本发明将被解释为包括所有这些修改和替换，以使得它们均被包含在所附权利要求及其等效含义的范围内。

Claims (25)

1.一种用于磁共振成像的射频线圈，该线圈包括：
用于限定成像体积的有效线圈元件(70，701，170，270)，该有效线圈元件包括具有第一截面维度(dactive)的第一开口端(74)；和
基本上环绕在该有效线圈元件周围的屏蔽线圈元件(72，721，722，723，724，725，172，1722，272)，该屏蔽线圈元件具有收缩开口端(88)，其被设置成与有效线圈元件的第一开口端相邻近，并且具有比屏蔽线圈元件的截面维度(dshield)小的收缩截面维度(dconst)。
2.如权利要求1所述的射频线圈，其中有效线圈元件(70，701，170，270)在其与第一开口端(74)的相对侧具有第二开口端(76)，并且屏蔽线圈元件(72，722，723，724，725，172，1722，272)具有与该有效线圈元件第二开口端相邻的第二开口端(94)，该第二开口端收缩为小于屏蔽线圈元件的截面维度(dshield)的截面维度。
3.如权利要求1所述的射频线圈，其中屏蔽线圈元件(701)具有设置在与其收缩开口端(88)相对一端的端盖(921)。
4.如权利要求1所述的射频线圈，其中有效线圈元件(70，701，170，270)和屏蔽线圈元件(72，721，722，723，724，725，172，1722，272)形成同心的通常圆柱形的形状，并且该屏蔽线圈元件的收缩开口端(88)包括：
凸缘(90，902，903a，903b，904，905，190，290)，其具有限定该收缩截面维度(dconst)的内径。
5.如权利要求4所述的射频线圈，其中凸缘(902)包括延伸进入该通常圆柱形屏蔽线圈元件(702)中的护环(102)。
6.如权利要求5所述的射频线圈，其中该护环(102)延伸进入通常圆柱形的有效线圈元件(70，701)中并且在其中径向地向内位移。
7.如权利要求4所述的射频线圈，其中该凸缘包括可以从该通常圆柱形的屏蔽线圈元件(723)分离的一个或多个可分离凸缘元件(903a，903b)，以便为该射频线圈提供更大的入口。
8.如权利要求4所述的射频线圈，其中该凸缘包括与成像对象(16)的周边基本相符的一个或多个凸缘元件(904，905)，该成像对象被部分地设置在该射频线圈内部以及部分地延伸到该射频线圈外部。
9.如权利要求8所述的射频线圈，其中该成像对象(16)是人，其头部(32)被放置在该射频线圈内部，该一个或多个凸缘元件(904，905)基本上与人的肩膀(34)相符。
10.如权利要求8所述的射频线圈，其中与成像对象的周边基本相符的一个或多个凸缘元件包括与该成像对象(16)的周边基本相符的一个或多个一致形状的凸缘元件(904)。
11.如权利要求1所述的射频线圈，其中屏蔽线圈元件(72，721，722，723，724，725，172，1722，272)的收缩开口端(88)的收缩截面维度(dconst)小于或等于有效线圈元件(70，701，170，270)的第一开口端(74)。
12.如权利要求1所述的射频线圈，还包括：
电连接到屏蔽线圈元件(72，721，722，723，724，725，172，1722，272)的一端(74，76)并且从其径向向内延伸的凸缘(90，902，903a，903b，904，905，92，921，922，190，290)，该凸缘是轴向可调整的以便调谐该有效线圈元件(70，701，170，270)的共振频率。
13.如权利要求1所述的射频线圈，其中：
有效线圈元件(170，270)的第一开口端包括具有电抗元件(200，300)的端环(180，280)；和
屏蔽线圈元件(172，1722，272)的收缩开口端包括一个或多个凸缘部件(190，1902，290)，其用于屏蔽该有效线圈元件的端环的电抗元件。
14.如权利要求13所述的射频线圈，其中该一个或多个凸缘部件包括与电抗元件(200)对齐的多个凸缘部件(1902，290)以便屏蔽该电抗元件。
15.如权利要求14所述的射频线圈，其中该多个凸缘部件(1902，290)相对于该屏蔽线圈元件电浮动。
16.如权利要求1所述的射频线圈，其中端环(280)具有不均匀的截面维度，其中电抗元件(300)被设置在该端环的外部区域。
17.如权利要求1所述的射频线圈，还包括：
显著大于屏蔽线圈元件(72，721，722，723，724，725，172，272)并且包围有效线圈元件(70，701，170，270)和屏蔽线圈元件的外部屏蔽线圈元件(100)。
18.一种磁共振成像扫描器，包括：
主磁体(20)，其生成主磁场；
磁场梯度线圈(28)，其在主磁场上选择性叠加磁场梯度；和
如权利要求1所述的射频线圈。
19.一种用于磁共振成像的射频线圈，该线圈包括：
用于限定成像体积的有效线圈元件(70，701，170，270)，该有效线圈元件包括具有第一截面维度(dactive)的第一开口端(74)；
与该有效线圈元件基本上环绕相符的屏蔽线圈元件(72，721，722，723，724，725，172，272)，该屏蔽线圈元件具有收缩开口端(88)，其被设置成与该有效线圈元件的第一开口端相邻近；和
显著大于该屏蔽线圈元件并且包围该有效线圈元件和屏蔽线圈元件的外部屏蔽线圈元件(100)。
20.如权利要求19所述的射频线圈，其中该外部屏蔽线圈元件(100)基本上是圆柱形，并且与相关联的磁共振成像扫描器(10)的孔腔基本对齐。
21.如权利要求20所述的射频线圈，其中该相关联的磁共振成像扫描器在所关注区域中生成大于3特斯拉的磁场B0。
22.如权利要求20所述的射频线圈，其中该相关联的磁共振成像扫描器在所关注区域中生成大于或大约4.7特斯拉的磁场B0。
23.如权利要求19所述的射频线圈，其中该外部屏蔽线圈元件(100)的直径(Ds)和长度被选择以便基本上抑制通过该外部屏蔽线圈元件在磁共振频率处的辐射损失。
24.一种磁共振成像方法，包括：
生成射频磁场，其具有激励对象的关注区域的磁共振的频率，该射频场处于该关注区域以及该对象的其他区域中；和
屏蔽该射频场在该对象其他区域中的部分以增强该关注区域中的射频场。
25.如权利要求24所述的磁共振成像方法，其中该射频场被屏蔽线圈元件(72，721，722，723，724，725，172，272)屏蔽，该屏蔽线圈元件在生成该射频场的有效线圈元件(70，701，170，270)的轴向端周围延伸，该方法还包括：
轴向调节在该轴向端周围延伸的屏蔽线圈元件的至少一部分以调节该有效线圈元件的共振频率。
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