用于核磁共振成像的可调谐圆柱超构表面器件

本申请为2019年9月19日申请的申请号为201910887862.3的“用于核磁共振成像的可调谐圆柱超构表面器件及制备方法”的专利申请的分案申请

技术领域

本申请涉及核磁共振成像技术领域，特别涉及一种用于核磁共振成像的可调谐圆柱超构表面器件。

背景技术

MRI(Magnetic Resonance Imaging，核磁共振成像技术)为非介入探测方式，是医药、生物、神经科学领域的一项重要的基础诊断技术。传统MRI设备传输的信号强度主要取决于静磁场B

针对上述问题，研究者已经提出了多种解决方案。第一种是射频线圈优化方法，该方法极大地促进了MRI中探测器分辨率及扫描速度的提高。研究表明利用平行成像法能够减少扫描时间，采用多通道线圈能实现更好的成像质量和更大的检测区域。然而该方案发展至今已相对比较完善，并且考虑到优化线圈需要对MRI系统进行重新设计，为实际应用带来诸多不便。第二种是使用特殊的造影剂来增强局部磁场，如稀土磁性原子或磁性纳米粒子。由于造影剂需要通过口服或注射进入到人体组织或器官中，存在潜在的副作用甚至危及生命，因此也不是最理想的方案。第三种是通过在MRI中引入具有高介电常数的板或柱状的介电谐振子来提高射频磁场的强度和降低比吸收率从而达到提高成像分辨率和减小信噪比的效果，该方法是一种能有效提高MRI特征的新趋势。

超构表面(材料)的出现为MRI成像质量和效率的提高提供了一种新颖的更有效的方法。超构表面具有许多天然材料所不具备的特殊性质，利用电磁波与超构表面的金属或电介质基元间的相互作用及基元间的耦合效应，可以实现对电磁波传播路径与电磁场场强分布的控制。其工作原理是利用利用其结构单元的电磁谐振实现呈各向异性和梯度分布甚至是负数的电磁参数，并且通过对超构表面几何尺寸、形状和介电常数等参数的设计，能够实现对不同频点的谐振增强。超构表面在操纵电磁波的器件与设备的设计与制造中具有潜在的应用前景，而MRI正是其中一个重要的应用领域。

评价MRI图像质量的指标主要有三个，分别是分辨率、信噪比和对比度。图像分辨率越高，能够显示的细节就越多；信噪比越高，图像越清晰，高度信噪比还可以支撑更高分辨率，或者可以缩短扫描时间；对比度是鉴别正常组织和病变组织的重要依据。超构表面能够通过改变核磁共振系统里的磁场分布，从而提高图像信噪比。

然而，目前提出的超构表面器件的磁场分布均匀性和频率调节机制仍有待改进。

发明内容

本申请是基于发明人的以下发现而完成的：

发明人发现，在目前的核磁共振系统中，采用平面型超构表面器件，存在磁场分布均匀性较差的缺陷。如图1所示，图1显示了平面型超构表面的近磁场分布情况，其中x方向表示沿第一电极方向，y方向表示在距离超构表面30mm的平面内且垂直于x的方向，z方向表示垂直于超构表面的高度方向。可以看到，在y方向和z方向，磁场的均匀性比较差，尤其是在z方向，磁场强度随着高度的增加快速衰减。磁场的不均匀性会导致不同部位信噪比增强倍数不同，从而图像对比度有一定改变，严重时还会影响病灶的判别。而磁场强度在高度方向上的快速衰减，则会导致超构表面的穿透深度不够，也就是能够增强的深度不够，对人体比较深的部位没有增强效果。

此外，超构表面的谐振频率容易受到受测样品负载效应的影响，尤其是在高场(≥3T)条件下，这就会使得超构表面偏离其最佳工作状态，降低增强效果。为此，超构表面的频率可调设计是很有必要的。目前文献报道的调节频率的方法主要是调节金属丝的长度，这种方法使得结构设计变得复杂。

本申请旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。

为此，本申请提供一种印刷线路板，用于形成超构表面器件，包括：

电介质板；

分别设置于所述电介质板正面和背面的第一电极和第二电极，所述第二电极在所述电介质板上的正投影位于所述第一电极在所述电介质板上正投影的两端，以构成结构电容，所述电介质板具有预设的厚度和介电常数，以作为所述结构电容的电介质，使得所述超构表面器件具有目标谐振频率。

在一个实施例中，所述印刷线路板还包括可变电容器，所述可变电容器与所述结构电容并联连接。

在一个实施例中，所述印刷线路板，包括两个所述第二电极，位于所述第一电极在所述电介质板上正投影的两端，并间隔设置于所述电介质板的背面。

在一个实施例中，所述印刷线路板中，所述可变电容器的一端与所述第一电极电连接，所述可变电容器的另一端与所述两个第二电极中的任一一个电连接。

本申请还提供一种圆柱型超构表面器件，包括；

圆柱型支架；

多个印刷线路板平行间隔设置于所述圆柱型支架，所述印刷线路板包括：

电介质板；

分别设置于所述电介质板正面和背面的第一电极和第二电极，所述第二电极在所述电介质板上的正投影位于所述第一电极在所述电介质板上正投影的两端，以构成结构电容，所述电介质板具有预设的厚度和介电常数，以作为所述结构电容的电介质，使得所述超构表面器件具有目标谐振频率。

在一个实施例中，所述圆柱型超构表面器件中，所述印刷线路板还包括可变电容器，所述可变电容器与所述结构电容并联连接，以调节所述圆柱型超构表面器件的等效电容，将所述谐振频率调节至所述目标谐振频率。

在一个实施例中，所述圆柱型超构表面器件中，所述印刷线路板包括两个所述第二电极，位于第一电极在所述电介质板上正投影的两端，并间隔设置于所述电介质板的背面。

在一个实施例中，所述圆柱型超构表面器件中，所述可变电容器的一端与所述第一电极电连接，所述可变电容器的另一端与所述两个所述第二电极中的任一一个电连接。

在一个实施例中，所述圆柱型超构表面器件中，还包括第一环形导片和第二环形导片，间隔相对设置于所述圆柱型支架的两端，所述第一环形导片和所述第二环形导片分别与所述两个第二电极连接。

在一个实施例中，所述圆柱型超构表面器件中，所述第一环形导片和所述第二环形导片均为封闭环形。

本申请的一个目的在于提出一种用于核磁共振成像系统的圆柱型超构表面器件，该器件的设计更符合人体形态，一方面可以节省空间占用，另一方面也可以使得超构表面距离受检测部位更近，得到更好的增强效果；此外，该圆柱型超构表面器件的谐振频率具有可调谐性，能够适用于具有不同负载效应的受测物体的MRI检测。

本申请的另一个目的在于提出一种用于核磁共振成像系统的圆柱型超构表面器件的制备方法。

为达到上述目的，本申请一方面实施例提出了一种用于核磁共振成像系统的圆柱型超构表面器件，包括：印刷电路板，所述印刷电路板包括电介质板和分别位于所述电介质板正面和背面的第一电极和第二电极，且所述第二电极在所述电介质板上的正投影位于所述第一电极在所述电介质板上正投影的两端，以构成平行板电容器；可变电容器，所述可变电容器与所述平行板电容器并联连接；第一环形导片和第二环形导片，所述第一环形导片和所述第二环形导片设置在器件两端，且所述第一环形导片和所述第二环形导片分别与两端的所述第二电极连接，使得由所述第一电极和所述第二电极构成的结构电容并联；圆柱型支架，用于使得所述印刷电路板稳定并规则的成圆周阵列排布，并且生成可成像区域。

本申请实施例的用于核磁共振成像系统的圆柱型超构表面器件，根据毕奥-萨伐尔定理，该超构表面中心区域具有良好的磁场均匀性，能够均匀地提高该区域的信噪比；并且该结构为圆柱型，而人体的手臂、腿部等也都为圆柱型，该设计更符合人体形态，一方面可以节省空间占用，另一方面也可以使得超构表面距离受检测部位更近，得到更好的增强效果；此外，该圆柱型超构表面器件的谐振频率具有可调谐性，能够适用于具有不同负载效应的受测物体的MRI检测。

另外，根据本申请上述实施例的用于核磁共振成像系统的圆柱型超构表面器件还可以具有以下附加的技术特征：

进一步地，在本申请的一个实施例中，所述第一电极和所述第二电极均由导电非磁性材料构成。

进一步地，在本申请的一个实施例中，所述导电非磁性材料包括铜、金以及银中的一种或多种。

进一步地，在本申请的一个实施例中，所述电介质板具有预设的厚度和介电常数，以作为结构电容的电介质，使得超构表面具有目标谐振频率。

进一步地，在本申请的一个实施例中，可变电容与所述第一电极和所述第二电极构成的平行板电容器并联，以调节所述器件的等效电容，将所述谐振频率调节至所述目标谐振频率。

进一步地，在本申请的一个实施例中，所述第一环形导片和所述第二环形导片与所述第二电极相连之后，导片的首尾接通，使得整个器件各向同性。

进一步地，在本申请的一个实施例中，所述超构表面器件的初始谐振频率由核磁共振成像系统的工作频率得到。

进一步地，在本申请的一个实施例中，根据所述超构表面器件的初始谐振频率以及圆柱直径确定所述电介质板的介电常数、厚度以及所述第二电极的长度。

为达到上述目的，本申请另一方面实施例提出了一种用于核磁共振成像系统的圆柱型超构表面器件的制备方法，包括以下步骤：根据所述核磁共振成像系统的工作频率确定所述超构表面器件的初始谐振频率；根据所述超构表面器件的初始谐振频率以及所设计的圆柱直径，使用数值仿真的方法确定所述电介质板的介电常数、厚度以及所述第二电极的长度；根据所述电介质板的介电常数、厚度以及所述第二电极的长度制作所述印刷线路板和圆柱型支架；将所述印刷电路板规则排列在所述圆柱型支架周围，并使用两块导电片分别将两端的第二电极相连，并且导电片片自身首尾相连；采用焊接的方法在一对第一电极和第二电极的两端并联可变电容，以制备得到圆柱型超构表面器件。

本申请实施例的用于核磁共振成像系统的圆柱型超构表面器件的制备方法，根据毕奥-萨伐尔定理，该超构表面中心区域具有良好的磁场均匀性，能够均匀地提高该区域的信噪比；并且该结构为圆柱型，而人体的手臂、腿部等也都为圆柱型，该设计更符合人体形态，一方面可以节省空间占用，另一方面也可以使得超构表面距离受检测部位更近，得到更好的增强效果；此外，该圆柱型超构表面器件的谐振频率具有可调谐性，能够适用于具有不同负载效应的受测物体的MRI检测。

另外，根据本申请上述实施例的用于核磁共振成像系统的圆柱型超构表面器件的制备方法还可以具有以下附加的技术特征：

进一步地，在本申请的一个实施例中，所述初始谐振频率比核磁共振成像系统的工作频率高3-5MHz。

本申请附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本申请的实践了解到。

附图说明

本申请上述的和/或附加的方面和优点从下面结合附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1为现有技术中平面型超构表面器件的磁场分布图；

图2为根据本申请实施例的用于核磁共振成像系统的圆柱型超构表面器件的结构示意图；

图3为根据本申请实施例的一块印刷电路板的结构示意图；

图4为根据本申请实施例的一块印刷电路板的正面(上)和反面(下)示意图；

图5为根据本申请实施例的圆柱型超构表面器件的磁场分布图；

图6为根据本申请实施例的用于核磁共振成像系统的圆柱型超构表面器件的制备方法的流程图；

图7为根据本申请实施例的通过电磁仿真软件得到的根据本申请实施例的圆柱型超构表面器件在不同第二电极长度下的谐振频率示意图；

图8为根据本申请实施例的通过矢量网络分析仪和线圈测量得到的根据本申请实施例的圆柱型超构表面器件在不同第二电极长度下的谐振频率示意图；

图9为根据本申请实施例的显示了在其他条件相同时，离体生物体猪蹄在有(右)无(左)实施例圆柱型超构表面增强作用下的核磁共振图像。

附图标记说明：

100：印刷线路板；110：电介质板；120：第一电极；130：第二电极；200：环形导电片；300：圆柱型支架；310：圆柱型支架上的固定片；400：可变电容器。

具体实施方式

下面详细描述本申请的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本申请，而不能理解为对本申请的限制。

在介绍本申请实施例的用于核磁共振成像系统的圆柱型超构表面器件及制备方法之前，为了便于理解，下面对根据本申请实施例的超构表面器件进行简单说明：

如前，目前大多采用的超构表面为平面型，存在场分布不均匀和穿透深度小的缺陷。具体的，图1显示了平面型超构表面的近磁场分布情况，其中x方向表示沿第一电极120方向，y方向表示在距离超构表面30mm的平面内且垂直于x的方向，z方向表示高度方向。可以看到在y方向和z方向，磁场的均匀性比较差，尤其是在z方向，磁场强度随着高度的增加快速衰减。磁场的不均匀性会导致不同部位信噪比增强倍数不同，从而图像对比度有一定改变，严重时还会影响病灶的判别。而磁场强度在高度方向上的快速衰减则会导致超构表面的穿透深度不够，也就是能够增强的深度不够，对人体比较深的部位没有增强效果。

此外，超构表面的谐振频率容易受到受测样品负载效应的影响，尤其是在高场(≥3T)条件下，这就会使得超构表面偏离其最佳工作状态，降低增强效果。为此，超构表面的频率可调设计是很有必要的。目前文献报道的调节频率的方法主要是调节金属丝的长度，这种方法使得结构设计变得复杂。

正是为了解决现有技术存在的缺陷，本申请实施例提出了一种用于核磁共振成像系统的圆柱型超构表面器件及制备方法。下面参照附图描述根据本申请实施例提出的用于核磁共振成像的可调谐圆柱超构表面器件及制备方法，首先将参照附图描述根据本申请实施例提出的用于核磁共振成像系统的圆柱型超构表面器件。

图2是本申请一个实施例的用于核磁共振成像系统的圆柱型超构表面器件的结构示意图。

如图2所示，该用于核磁共振成像系统的圆柱型超构表面器件10包括：印刷电路板100、形导电片200、圆柱型支架300和可变电容器400(图中未具体标识)。

其中，结合如图3和图4所示，印刷电路板100包括电介质板110和分别位于电介质板110正面和背面的第一电极120和第二电极130，且第二电极130在电介质板110上的正投影位于第一电极120在电介质板110上正投影的两端，以构成平行板电容器。可变电容器400与平行板电容器并联连接。形导电片200包括第一环形导片和第二环形导片，第一环形导片和第二环形导片设置在器件10两端，且第一环形导片和第二环形导片分别与两端的第二电极130连接，使得由第一电极120和第二电极130构成的结构电容并联。圆柱型支架3000用于使得印刷电路板100稳定并规则的成圆周阵列排布，并且生成可成像区域。

需要说明的是，如图和2至图4所示，印刷电路板100为圆周阵列排布；可变电容器400焊接在其中一个印刷电路板100一端，可变电容400与第一电极120和第二电极130构成的平行板电容器并联，以调节器件的等效电容，将谐振频率调节至目标谐振频率；第一环形导片和第二环形导片与第二电极相连之后，导片的首尾接通，使得整个器件各向同性，磁场更加均匀；圆柱型支架300具有支撑和固定印刷电路板的作用，圆柱型支架300可以使得印刷电路板100在固定片310作用下，能够稳定并规则的成圆周阵列排布，并且能够提供一定的可成像区域。

具体而言，柱型超构表面由12块圆周阵列排布的印刷电路板100构成，在印刷线路板100的正面和背面分别设置有第一电极120和第二电极130，形成平行板电容器。在其中一个印刷电路板100的一端焊接可变电容器400，可变电容器400与平行板电容器并联。在第二电极130的两端分别有一块环形导电片200，用来连接平行板电容器，并且导电环的首尾相连，这样整个结构各向同性，磁场均匀性提高。此外，超构表面还包括用来固定印刷电路板100的圆柱型支架300。由此，根据毕奥-萨伐尔定理，该超构表面中心区域具有良好的磁场均匀性，能够比较均匀的提高该区域的信噪比。图5显示了一个实施例中内径为100mm的圆柱型超构表面的磁场分布，其中z方向为圆柱型超构表面的轴向，x和y方向为其径向，可以看到，圆柱型超构表面中心区域的磁场均匀度明显优于平面型超构表面。并且该结构为圆柱型，而人体的手臂、腿部等也都为圆柱型，该设计更符合人体形态，一方面可以节省空间占用，另一方面也可以使得超构表面距离受检测部位更近，得到更好的增强效果。此外，通过调节可变电容400的电容值，即可调节整个超构表面的谐振频率，超构表面的频率可调性使其能够适用于具有不同负载效应的受测物体的MRI检测。

下面根据本申请的具体实施例，对该超构表面器件的各个结构进行详细说明：

根据本申请的实施例，结合图2至图4，本申请实施例的超构表面器件由12块圆周阵列排布的印刷线路板100构成，印刷线路板100的正面和背面分别有第一电极120和第二电极130，两个电极以及中间的电介质板110形成平行板电容器(结构电容)。也就是说，圆柱型超构表面上形成L-C电路，可以通过L-C谐振效应来控制圆柱型超构表面的磁场和电场分布，当超构表面处于谐振状态时，印刷线路板表面的电磁场会得到大幅度增强，并且磁场主要分布在两个第二电极130之间的区域，电场主要分布在印刷线路板上第一电极120的两端，由此，两个第二电极130之间的区域作为检测区域，同时可以避开两端的电场，减少热量对检测的影响。

在超构表面器件中构造电容(两个电极形成的电容)，有利于降低超构表面器件检测区域的长度。具体的，如图2至图4所示，第一电极120与第二电极130构成平行板电容器，第一电极120长度为L

其中，λ为谐振时的电磁波波长，L

当电容C为0时，即超构表面器件中不存在电容时，容抗X趋近于-∞，将公式(2)代入公式(1)中，

根据本申请的实施例，参考图2，多块印刷电路板100均匀分布在圆柱型支架300周围。由此，根据毕奥-萨伐尔定理，可以在圆柱型超构表面内部产生比较均匀的磁场。关于印刷电路板100的数量不受特别限制，只要可以使超构表面器件产生均匀的磁场，且不会产生过多的热量即可，本领域技术人员可以根据印刷线路板的具体尺寸进行设计。在本实施例中，印刷电路板的数量为12。

进一步地，在本申请的一个实施例中，第一电极120和第二电极均130由导电非磁性材料构成，其中，导电非磁性材料包括铜、金以及银中的一种或多种。电介质板110具有预设的厚度和介电常数，以作为结构电容的电介质，使得超构表面具有目标谐振频率。其中，预设的厚度可以理解为需要电介质板具有一定的厚度，本领域技术人员可以根据实际情况设置具体的厚度，在此不做具体限定。

具体而言，第一电极120和第二电极130可以均是由导电非磁性材料构成的，具体的，构成第一电极120和第二电极130的材料可以包括铜、金以及银的至少之一。由上述材料形成的第一电极和第二电极具有良好的导电性能，且便于加工制作，另外上述材料为非磁性材料，适用于核磁共振成像系统。

关于第一电极和第二电极之间的电介质板110的构成材料不受特别限制，只要为绝缘材料且能与两个电极形成平行板电容器即可，本领域技术人员可以根据具体情况进行设计。例如，根据本申请的实施例，电介质板110可以为玻璃纤维环氧树脂板。根据本申请的实施例，电介质板110的厚度可以为0.4-1.2mm。由此，该超构表面器件具有较薄的厚度，且易于制作的特点。根据本申请的具体实施例，电介质板110的厚度可以为0.6mm、0.8mm、1.0mm。

进一步地，关于圆柱型支架300其形状不受特别限制，只要使得磁场分布有提高即可，比如椭圆型、和圆弧型等。在本申请实施例中，圆柱型支架采用3D打印方法制作，内部为直径为94mm的圆柱腔体，外部为正十二棱柱，壁厚3mm。

关于可变电容的数量和电容值范围不受特别限制，只要能够改变整个超构表面的等效电容即可。不同的人以及不同的人体部位(手臂和腿部等)有着不同的负载效应，对超构表面谐振频率影响大小也不同，但是对于常用测试，这个变化范围在1MHz以内。在本实施例中采用一个可变电容，其调节范围为1～10pF，从仿真结果可以看到，此范围的可变电容的谐振频率调节范围为0.2～1MHz。

根据本申请的实施例，该超构表面器件的初始谐振频率比核磁共振成像系统的工作频率高3-5MHz。超构表面器件在放入核磁共振成像系统之后，超构表面器件的谐振频率会有所降低，并且受测物体加入超构表面后，受负载效应的影响，超构表面谐振频率会进一步降低。因此，将超构表面器件的初始谐振频率设计的比核磁共振成像系统的工作频率高出一定的频率余量，即3-5MHz。

综上，本申请实施例提出的用于核磁共振成像系统的圆柱型超构表面器件，根据毕奥-萨伐尔定理，该超构表面中心区域具有良好的磁场均匀性，能够均匀地提高该区域的信噪比；并且该结构为圆柱型，而人体的手臂、腿部等也都为圆柱型，该设计更符合人体形态，一方面可以节省空间占用，另一方面也可以使得超构表面距离受检测部位更近，得到更好的增强效果；此外，该圆柱型超构表面器件的谐振频率具有可调谐性，能够适用于具有不同负载效应的受测物体的MRI检测。

其次参照附图描述根据本申请实施例提出的用于核磁共振成像系统的圆柱型超构表面器件的制备方法。

图6是本申请一个实施例的用于核磁共振成像系统的圆柱型超构表面器件的制备方法的流程图。

如图6所示，该用于核磁共振成像系统的圆柱型超构表面器件的制备方法包括以下步骤：

在步骤S601中，根据核磁共振成像系统的工作频率确定超构表面器件的初始谐振频率。

可以理解的是，考虑到MRI系统对超构表面的屏蔽效应，超构表面器件的初始谐振频率比核磁共振成像系统的工作频率高3-5MHz。

具体的，核磁共振成像系统的工作频率由核磁共振成像系统中的主磁场确定，核磁共振成像系统工作频率的计算公式如下：

f＝γB

其中，f为核磁共振成像系统的工作频率，γ为旋磁比，氢质子的γ值为42.58MHz/T，B

例如，对于主磁场强度B

根据本申请的实施例，超构表面器件的初始谐振频率比核磁共振成像系统的工作频率高3-5MHz，由此，当核磁共振成像系统的主磁场强度确定之后，即可确定超构表面器件的初始谐振频率。例如，根据本申请的具体实施例，对于主磁场强度B

在步骤S602中，根据超构表面器件的初始谐振频率以及所设计的圆柱直径，使用数值仿真的方法确定电介质板的介电常数、厚度以及第二电极的长度。

具体地，电介质板可以选用玻璃纤维环氧树脂板，玻璃纤维环氧树脂的介电常数为4.2～4.7，电介质板的厚度可以为0.4-1.2mm。由此，可以使最终形成的超构表面器件具有较薄的厚度，且可以实现超构表面器件的使用功能。

根据本申请的实施例，在电磁仿真软件上输入电介质板的介电常数、厚度、第一电极长度，以及超构表面器件的初始谐振频率，调节第二电极的长度，使得超构表面器件的谐振频率等于其初始谐振频率，即可获得第二电极的长度。

在步骤S603中，根据电介质板的介电常数、厚度以及第二电极的长度制作印刷线路板和圆柱型支架。

具体地，根据电磁仿真软件模拟得到第一电极和第二电极的宽度，在玻璃纤维环氧树脂板的正面和背面分别设置第一电极和第二电极，以获得具有结构电容的印刷线路板。关于第一电极和第二电极的位置关系，前面已经进行了详细描述，在此不再赘述。

在步骤S604中，将印刷电路板规则排列在圆柱型支架周围，并使用两块导电片分别将两端的第二电极相连，并且导电片片自身首尾相连。

可以理解的是，使用两片导电材料将位于印刷电路板两端的第二电极接通，并且导电材料自身为闭环，即首尾接通，使得圆柱型超构表面各向同性，增加磁场均匀性。在本实施例中，采用导电胶带将第二电极接通。

在步骤S605中，采用焊接的方法在一对第一电极和第二电极的两端并联可变电容，以制备得到圆柱型超构表面器件。

可以理解的是，选取一对第一电极和第二电极，采用焊接的方法在其两端并联可变电容，即将印刷电路板均匀的圆周阵列在圆柱型支架周围并焊接可变电容，由此即可获得上述超构表面。

具体的，第二电极向外，第一电极向内，这样便于后续将第二电极连接在一起，并在其中一个印刷电路板的一端焊接可变电容。需要说明的是，第一电极和第二电极谁的方向向外都是可以的，虽然不同的放置方法谐振频率会有所不同，但是增强原理一致。

根据本申请的实施例，该超构表面器件各结构的参数通过电磁仿真获得，为了保证该超构表面器件使用的准确性，分别通过电磁仿真软件以及矢量网络分析仪和环形天线，测试该超构表面器件在不同电容值下的谐振频率。具体的，参考图7及图8，对于第二电极长度分别为9.7mm、9.5mm和9.3mm的圆柱型超构表面，仿真得到的谐振频率分别为132.5MHz、133.9MHz和134.9MHz，而通过矢量网络分析仪和线圈测量得到的谐振频率分别为132.6MHz、133.7MHz和134.8MHz，可见，实验和仿真结果吻合。

下面通过具体的实施例对本申请的方案进行说明，需要说明的是，下面的实施例仅用于说明本申请，而不应视为限定本申请的范围。实施例中未注明具体技术或条件的，按照本领域内的文献所描述的技术或条件或者按照产品说明书进行。所用仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市购获得的常规产品。实施例具体如下：

该超构表面器件由12块印刷电路板、两片导电胶带和一个圆柱型支架构成。印刷电路板第一电极长度L

使用北京清华长庚医院GE Discovery 750 3.0T MRI成像系统，对实施例的一个圆柱型超构表面的图像增强性能进行测试。实验设置如下：体线圈发射，12通道头线圈接收，测试序列为梯度回波序列。实验结果如图9所示，可以看到，在相同条件下，圆柱型超构表面的使用可以使信噪比SNR增强3倍以上，图像更加清晰，并且有着良好的均匀性。

需要说明的是，前述对用于核磁共振成像系统的圆柱型超构表面器件实施例的解释说明也适用于该实施例的用于核磁共振成像系统的圆柱型超构表面器件的制备方法，此处不再赘述。

根据本申请实施例提出的用于核磁共振成像系统的圆柱型超构表面器件的制备方法，根据毕奥-萨伐尔定理，该超构表面中心区域具有良好的磁场均匀性，能够均匀地提高该区域的信噪比；并且该结构为圆柱型，而人体的手臂、腿部等也都为圆柱型，该设计更符合人体形态，一方面可以节省空间占用，另一方面也可以使得超构表面距离受检测部位更近，得到更好的增强效果；此外，该圆柱型超构表面器件的谐振频率具有可调谐性，能够适用于具有不同负载效应的受测物体的MRI检测。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本申请的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或N个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

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至少一个该特征。在本申请的描述中，“N个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

流程图中或在此以其他方式描述的任何过程或方法描述可以被理解为，表示包括一个或更N个用于实现定制逻辑功能或过程的步骤的可执行指令的代码的模块、片段或部分，并且本申请的优选实施方式的范围包括另外的实现，其中可以不按所示出或讨论的顺序，包括根据所涉及的功能按基本同时的方式或按相反的顺序，来执行功能，这应被本申请的实施例所属技术领域的技术人员所理解。

在流程图中表示或在此以其他方式描述的逻辑和/或步骤，例如，可以被认为是用于实现逻辑功能的可执行指令的定序列表，可以具体实现在任何计算机可读介质中，以供指令执行系统、装置或设备(如基于计算机的系统、包括处理器的系统或其他可以从指令执行系统、装置或设备取指令并执行指令的系统)使用，或结合这些指令执行系统、装置或设备而使用。就本说明书而言，"计算机可读介质"可以是任何可以包含、存储、通信、传播或传输程序以供指令执行系统、装置或设备或结合这些指令执行系统、装置或设备而使用的装置。计算机可读介质的更具体的示例(非穷尽性列表)包括以下：具有一个或N个布线的电连接部(电子装置)，便携式计算机盘盒(磁装置)，随机存取存储器(RAM)，只读存储器(ROM)，可擦除可编辑只读存储器(EPROM或闪速存储器)，光纤装置，以及便携式光盘只读存储器(CDROM)。另外，计算机可读介质甚至可以是可在其上打印所述程序的纸或其他合适的介质，因为可以例如通过对纸或其他介质进行光学扫描，接着进行编辑、解译或必要时以其他合适方式进行处理来以电子方式获得所述程序，然后将其存储在计算机存储器中。

应当理解，本申请的各部分可以用硬件、软件、固件或它们的组合来实现。在上述实施方式中，N个步骤或方法可以用存储在存储器中且由合适的指令执行系统执行的软件或固件来实现。如，如果用硬件来实现和在另一实施方式中一样，可用本领域公知的下列技术中的任一项或他们的组合来实现：具有用于对数据信号实现逻辑功能的逻辑门电路的离散逻辑电路，具有合适的组合逻辑门电路的专用集成电路，可编程门阵列(PGA)，现场可编程门阵列(FPGA)等。

本技术领域的普通技术人员可以理解实现上述实施例方法携带的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件完成，所述的程序可以存储于一种计算机可读存储介质中，该程序在执行时，包括方法实施例的步骤之一或其组合。

此外，在本申请各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理模块中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个模块中。上述集成的模块既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能模块的形式实现。所述集成的模块如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，也可以存储在一个计算机可读取存储介质中。

上述提到的存储介质可以是只读存储器，磁盘或光盘等。尽管上面已经示出和描述了本申请的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本申请的限制，本领域的普通技术人员在本申请的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。