本發(fā)明專利技術(shù)公開了一種具有１２個(gè)單元的用于磁共振成像的盆部射頻線圈，該盆部射頻線圈由上下兩部分組成，各有６個(gè)環(huán)形單元，沿人體頭腳方向分成兩排，每一排由沿人體左右方向排列的三個(gè)環(huán)形單元組成一組，共４組；兩排之間進(jìn)行適當(dāng)?shù)慕化B，使得相互之間的耦合最小，在線圈ＦＯＶ的中心部位獲得較高的信號(hào)靈敏度，提高信噪比。這１２個(gè)單元經(jīng)過射頻合成／分配器組合，可以輸出４個(gè)、８?jìng)€(gè)或１２個(gè)射頻通道，并且在每一種情況下都能保證前列腺、卵巢等重要部位的高靈敏度和清晰成像。
【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術(shù)涉及一種用于磁共振成像系統(tǒng)的射頻線圈，特別是涉及一種在磁共振成 像系統(tǒng)中使用的具有12個(gè)單元的盆部射頻線圈。
技術(shù)介紹
磁共振成像(MRI)系統(tǒng)采用來自主磁系統(tǒng)的均勻強(qiáng)磁場(chǎng)(稱為MRI系統(tǒng)主磁 場(chǎng)一Bj對(duì)人體中的氫原子核自旋進(jìn)行極化。磁極化原子核自旋在人體中產(chǎn)生磁矩i。 該磁矩在穩(wěn)態(tài)時(shí)指向主磁場(chǎng)方向，如果沒有激勵(lì)擾動(dòng)則不會(huì)產(chǎn)生有用的信息。通過均勻的射頻(RF)磁場(chǎng)(稱為激發(fā)磁場(chǎng)或氐磁場(chǎng))激發(fā)磁矩產(chǎn)生核磁共 振(NMR)信號(hào)，從而獲取磁共振成像系統(tǒng)(MRI)數(shù)據(jù)。射頻發(fā)射線圈在所需探測(cè) 的圖像區(qū)域產(chǎn)生氐磁場(chǎng)，該射頻發(fā)射線圈由采用功率放大器的受計(jì)算機(jī)控制的射頻發(fā)射 器驅(qū)動(dòng)。在激發(fā)過程中，原子核自旋系統(tǒng)吸收能量，使磁矩繞著主磁場(chǎng)方向進(jìn)動(dòng)。在 激發(fā)后，進(jìn)動(dòng)的磁矩將經(jīng)歷自由感應(yīng)衰減(FID)，釋放其吸收的能量并返回穩(wěn)態(tài)。在 自由感應(yīng)衰減(FID)中，使用放置在人體受激部分附近的接收射頻線圈探測(cè)核磁共振 (NMR)信號(hào)。該核磁共振(NMR)信號(hào)是處于接收射頻線圈中的第二電壓(或電流)，該電壓(或電流)被人體組織的進(jìn)動(dòng)磁矩所誘導(dǎo)。接收射頻線圈可以是發(fā)射線圈 本身也可以是只接收射頻信號(hào)的獨(dú)立線圈。通過集成在主磁場(chǎng)系統(tǒng)中的梯度線圈產(chǎn)生附 加脈沖梯度磁場(chǎng)，選擇性地激發(fā)所需要位置的體素內(nèi)的原子核，并可以對(duì)信號(hào)進(jìn)行頻率 編碼和相位編碼，從而確定其空間坐標(biāo)，最終經(jīng)過傅立葉變換，建立一幅完整的磁共振 成像。在磁共振成像系統(tǒng)(MRI)中，發(fā)射線圈和接受線圈所產(chǎn)生的磁場(chǎng)的均勻性是 獲得高質(zhì)量圖像的一個(gè)關(guān)鍵因素。在標(biāo)準(zhǔn)的磁共振成像系統(tǒng)中，對(duì)于發(fā)射通常采用整體 射頻線圈取得最佳激發(fā)場(chǎng)均勻性。整體射頻線圈是系統(tǒng)中最大的射頻線圈。但是，如果 同時(shí)使用較大的線圈接收，則會(huì)產(chǎn)生較低的信噪比(SNR)，這主要是因?yàn)檫@樣的線圈 與成像的信號(hào)發(fā)生組織距離較遠(yuǎn)。因?yàn)樵诖殴舱癯上裣到y(tǒng)(MRI)中最重要的是高信噪 比(SNR)，所以采用專用線圈進(jìn)行射頻接收以提高所需探測(cè)部分的信噪比(SNR)。 但是，由于人體各個(gè)生理部位的形狀各不相同，又十分不規(guī)則，而且尺寸大小也差別很 大，所以如何根據(jù)人體各個(gè)部位的生理結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，巧妙地布置線圈電路，從而獲得較為 均勻的磁場(chǎng)分布和較大的探測(cè)靈敏度一直是國(guó)際上線圈設(shè)計(jì)人員的最大任務(wù)。在實(shí)用中，設(shè)計(jì)較佳的專用射頻線圈應(yīng)當(dāng)具有下列功能高信噪比(SNR)、 好的均勻性，諧振電路的高空載質(zhì)量因子(Q)。此外，盆部射頻線圈(10)必需設(shè)計(jì) 成適于病人操作并具有舒適度，而且在病人與射頻電子設(shè)備之間提供保護(hù)屏障。一種提 高信噪比的方法是正交接收。在這種方法中，由覆蓋所需探測(cè)的相同區(qū)域的兩個(gè)互相獨(dú) 立的線圈探測(cè)兩個(gè)信號(hào)。采用正交接收的射頻信號(hào)信噪比是采用單個(gè)線性線圈情況時(shí)的 芯倍。另外一種提高信噪比的方法是相控陣線圈技術(shù)。為了對(duì)一個(gè)較大的區(qū)域進(jìn)行成 像，如果使用單個(gè)較大的線圈，線圈所覆蓋的所有區(qū)域的噪聲均進(jìn)入線圈，因此信噪比差。如果使用相控陣技術(shù)，使用多個(gè)獨(dú)立的小線圈一起覆蓋此區(qū)域，由于只有臨近線圈 的很小區(qū)域的噪聲才能進(jìn)入線圈，因此能夠有效地提高信噪比。盆部線圈在臨床磁共振成像中有著重要的應(yīng)用價(jià)值，可用于診斷位于人體盆腔 內(nèi)的器官、例如男性的前列腺和女性的子宮、卵巢等生理部位的病變。目前盆部磁共振 成像主要有兩種方式，一種方式是使用體線圈進(jìn)行盆部成像，但是由于用體線圈進(jìn)行接 收，接收時(shí)與成像的信號(hào)組織距離較遠(yuǎn)，填充因子較小，因此通常成像時(shí)信噪比較低。另一種方式是使用專用插入式射頻線圈，在使用時(shí)將線圈插入人體內(nèi)部(如直 腸，女性陰部等)，這將導(dǎo)致病人感覺非常不適。而且，在使用過程中需要嚴(yán)格消毒， 并要對(duì)病人進(jìn)行洗腸等處理，過程復(fù)雜。此外，除非對(duì)病人進(jìn)行麻醉處理，否則很難保 持待成像區(qū)域長(zhǎng)時(shí)間靜止不動(dòng)，同時(shí)由于這種插入式線圈的可觀察范圍較小，不便于診 斷時(shí)的成像。另外，傳統(tǒng)的磁共振相控陣線圈只能使用一個(gè)方向的磁共振信號(hào)，而磁共振信 號(hào)本身是在垂直于靜磁場(chǎng)的平面內(nèi)旋轉(zhuǎn)的，使得傳統(tǒng)的磁共振相控陣線圈采集的信號(hào)比 較少，信噪比比較低，圖像清晰度不夠。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
為解決現(xiàn)有技術(shù)存在的只能使用一個(gè)方向的磁共振信號(hào)，成像時(shí)信噪比較低、 圖像清晰度不夠、可觀察范圍較小、不便于診斷的不足，本專利技術(shù)的目的是提供一種專用 的盆部射頻線圈，通過對(duì)沿人體左右方向的3個(gè)單元探測(cè)到的信號(hào)施加一定的相位移 動(dòng)，并通過適當(dāng)合成，等效成正交線圈，及可以采集X、Y軸方向的信號(hào)，使得前列腺部 位的圓極化磁共振信號(hào)能夠有效地被探測(cè)到，理論信噪比能夠提高0.4倍。本專利技術(shù)解決現(xiàn)有技術(shù)存在的上述問題，采用的技術(shù)方案是一種用于磁共振成 像的盆部射頻線圈，所述盆部射頻線圈包括12個(gè)環(huán)形單元，分成上下兩部分，上半部分 和下半部分各有6個(gè)單元；上半部分、下半部分的6個(gè)單元沿人體頭腳方向分成兩排，每 一排由沿人體左右方向排列的三個(gè)環(huán)形單元組成一組，共4組；兩排之間進(jìn)行適當(dāng)?shù)慕?疊，使得相互之間的耦合最小，在線圈FOV的中心部位獲得較高的信號(hào)靈敏度，提高信 噪比。所述盆部射頻線圈的每一組單元經(jīng)過一個(gè)三進(jìn)三出的射頻合成/分配器組合， 可以輸出3個(gè)射頻通道，其中第一個(gè)通道的信號(hào)由于在前列腺位置和磁共振信號(hào)的旋轉(zhuǎn) 方向相反而非常微弱；第二個(gè)通道的信號(hào)卻由于在前列腺位置和磁共振信號(hào)的旋轉(zhuǎn)方向 相同而非常強(qiáng)，其在人體前列腺位置的信號(hào)靈敏度相當(dāng)于未經(jīng)射頻合成/分配器組合的 三個(gè)單元的靈敏度的總和，但在盆部?jī)蓚?cè)卻相對(duì)微弱；第三個(gè)通道的信號(hào)卻在盆部?jī)蓚?cè) 很強(qiáng)。因此，可以舍棄第一個(gè)通道的信號(hào)，只將第二個(gè)和第三個(gè)通道的信號(hào)輸入到磁共 振系統(tǒng)當(dāng)中，就可以獲得清晰而均勻的盆部圖像，而如果只對(duì)前列腺位置感興趣，則只 需要將第二個(gè)通道輸入到磁共振系統(tǒng)即可。根據(jù)情況和需要，所述盆部射頻線圈的12個(gè)單元經(jīng)過一個(gè)三進(jìn)三出的射頻合成 /分配器組合，可以輸出4個(gè)、8個(gè)或12個(gè)射頻通道。所述射頻合成/分配器由兩個(gè)4端口 90度合成器組成。本專利技術(shù)的有益效果是本專利技術(shù)克服了現(xiàn)有技術(shù)存在的只能使用一個(gè)方向的磁共振信號(hào)，成像時(shí)信噪比較低、圖像清晰度不夠、可觀察范圍較小、不便于診斷的不足， 采用專用的體外式盆部射頻線圈，通過對(duì)沿人體左右方向的3個(gè)單元探測(cè)到的信號(hào)施加 一定的相位移動(dòng)，并通過適當(dāng)合成，等效成正交線圈，及可以采集X、Y軸方向的信號(hào)， 使得前列腺部位的圓極化磁共振信號(hào)能夠有效地被探測(cè)到，理論信噪比能夠提高0.4倍， 因此提高了診斷的質(zhì)量和就診的舒適度。附圖說明圖1是本專利技術(shù)的射頻線圈12個(gè)單元的空間位置布置圖。圖2是本專利技術(shù)的射頻線圈上半部分或下半部分的6個(gè)單元的組合結(jié)構(gòu)示意圖。圖3是本專利技術(shù)的射頻線圈上半部分或下半部分的6個(gè)單元的結(jié)構(gòu)分解圖。圖4是根據(jù)本專利技術(shù)的一組3個(gè)單元中單元1的敏感性分布圖。圖5是根據(jù)本專利技術(shù)的一組3個(gè)單元中單元2的敏感性分布圖。圖6是根據(jù)本專利技術(shù)的一組3個(gè)單元中單元3的敏感性分布圖。圖7是根據(jù)本專利技術(shù)的一組3個(gè)單元直接連接到系統(tǒng)后的敏感性分布圖。圖8是根據(jù)本專利技術(shù)的一組3個(gè)單元的經(jīng)合成器合成后第一個(gè)輸出通道的敏感性分 布圖。圖9是根據(jù)本專利技術(shù)的一組3個(gè)單元的經(jīng)合成器合成后第二個(gè)輸出通道的敏感性分 布圖。圖10是根據(jù)本專利技術(shù)的一組3個(gè)單元的經(jīng)合成器合成后第三個(gè)輸出通道的敏感性 分布圖。圖11是根據(jù)本專利技術(shù)的一組3個(gè)單元本文檔來自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種用于磁共振成像的盆部射頻線圈，其特征在于：所述盆部射頻線圈包括１２個(gè)環(huán)形單元，分成上下兩部分，上半部分和下半部分各有６個(gè)單元；上半部分、下半部分的６個(gè)單元沿人體頭腳方向分成兩排，每一排由沿人體左右方向排列的三個(gè)環(huán)形單元組成一組，共４組；兩排之間進(jìn)行適當(dāng)?shù)慕化B，使得相互之間的耦合最小，在線圈ＦＯＶ的中心部位獲得較高的信號(hào)靈敏度，提高信噪比。
【技術(shù)特征摘要】
1.一種用于磁共振成像的盆部射頻線圈，其特征在于所述盆部射頻線圈包括12個(gè) 環(huán)形單元，分成上下兩部分，上半部分和下半部分各有6個(gè)單元；上半部分、下半部分 的6個(gè)單元沿人體頭腳方向分成兩排，每一排由沿人體左右方向排列的三個(gè)環(huán)形單元組 成一組，共4組；兩排之間進(jìn)行適當(dāng)?shù)慕化B，使得相互之間的耦合最小，在線圈FOV的 中心部位獲得較高的信號(hào)靈敏度，提高信噪比。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于磁共振成像的盆部射頻線圈，其特征在于所述盆部 射頻線圈的每一組單元經(jīng)過一個(gè)三進(jìn)三出的射頻合成/分配器組合，可以輸出3個(gè)射頻 通道，其中第一個(gè)通道的信號(hào)由于在前列腺位置和...
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：張松濤，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：上海辰光醫(yī)療科技有限公司，
類型：發(fā)明
國(guó)別省市：31[中國(guó)|上海]
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