專利名稱：用于磁共振成像系統(tǒng)的嬰兒全身射頻線圈裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種用于人體磁共振成像系統(tǒng)的射頻線圈裝置，特別是涉及一種針對嬰兒全身檢查的線圈裝置。
背景技術(shù)：
磁共振影像系統(tǒng)(MRI)是核磁共振(NMR)在醫(yī)學(xué)上的一個應(yīng)用。磁共振影像系統(tǒng)的主磁系統(tǒng)產(chǎn)生一均勻強(qiáng)磁場(稱為MRI系統(tǒng)主磁場-Btl)。人體中的氫原子核在Btl場下發(fā)生自旋極化。磁極化的氫原子核自旋在人體中產(chǎn)生磁矩i。在沒有Btl以外的外磁場激勵情況下，該磁矩處于穩(wěn)態(tài)，方向和主磁場Btl方向同軸向，不產(chǎn)生有用的信息。當(dāng)有外加的均勻的射頻(RF)磁場(稱為激發(fā)磁場或B1磁場)存在時，人體內(nèi)磁矩受激產(chǎn)生核磁共振信號，經(jīng)接受線圈采集，電子線路和軟件整合處理后，最終獲取磁共振影像系統(tǒng)(MRI)的數(shù)據(jù)和圖像。具體而言，射頻發(fā)射線圈在所需探測的圖像區(qū)域產(chǎn)生B1磁場，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。在激發(fā)過程中，原子核自旋系統(tǒng)吸收能量，使磁矩繞著主磁場方向進(jìn)動。在激發(fā)后，進(jìn)動的磁矩將經(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)。自由感應(yīng)衰減(FID)過程中釋放的能量以射頻電磁場向周圍傳播，在人體受激部分附近放置的接收射頻線圈會受此射頻電磁場感應(yīng)而產(chǎn)生感應(yīng)電壓，經(jīng)前置放大器放大后即得到核磁共振(NMR)信號。接收射頻線圈可以是發(fā)射線圈本身也可以是專門接收射頻信號的獨(dú)立線圈。集成在主磁場系統(tǒng)中的梯度線圈可以產(chǎn)生附加脈沖梯度磁場，選擇性地激發(fā)所需要位置的體內(nèi)的原子核，并對信號進(jìn)行頻率編碼和相位編碼，在空間頻率坐標(biāo)系(k空間)中建立一幅完整的核磁共振信號圖，最終經(jīng)過傅立葉變換，在尋?？臻g(R空間)內(nèi)得到一幅完整的磁共振影像。在磁共振影像系統(tǒng)(MRI)中，發(fā)射線圈和接受線圈所產(chǎn)生的磁場的均勻性是獲得高質(zhì)量圖像的一個關(guān)鍵因素。在一般的磁共振影像系統(tǒng)中，通常采用整體射頻線圈取得最佳激發(fā)場均勻性。整體射頻線圈是系統(tǒng)中最大的射頻線圈。但是，如果同時使用較大的線圈接收，則會產(chǎn)生較低的信噪比(SNR)，這主要是因?yàn)檫@樣的接受線圈與參與成像的信號發(fā)生組織距離較遠(yuǎn)。因?yàn)樵诖殴舱裼跋裣到y(tǒng)(MRI)中最重要的是高信噪比(SNR)，所以經(jīng)常采用專用線圈進(jìn)行射頻接收以提高所需探測部分的信噪比(SNR)。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、好的均勻性， 諧振電路的高空載質(zhì)量因子⑴)。此外，線圈裝置必需設(shè)計(jì)成適于醫(yī)生操作并具有舒適度， 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(SNR)的方法是正交接收。在這種方法中，由覆蓋所需探測區(qū)域的兩個互相獨(dú)立的線圈探測兩個信號。采用正交接收的射頻信號信噪比是采用單個線性線圈情況時的4 偌。另外一種提高信噪比的方法是相控陣線圈技術(shù)。為了對一個較大的區(qū)域進(jìn)行成像，如果使用單個較大的線圈，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。嬰兒全身射頻線圈裝置在臨床磁共振成像中有著重要的應(yīng)用價值，可用于診斷新生兒的神經(jīng)系統(tǒng)、循環(huán)系統(tǒng)等全身性器官，用以檢查是否有先天發(fā)育問題等疾病?，F(xiàn)有的嬰兒全身線圈裝置多基于早期設(shè)計(jì)思想，在多通道運(yùn)用和高速并行數(shù)據(jù)處理方面略顯不足， 存在接收通道少、信噪比分布不均勻和并行采集加速因子低的問題。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的是針對現(xiàn)有技術(shù)存在的接收通道少、信噪比分布不均勻和并行采集加速因子低的問題，提供一種根據(jù)新生兒的體形特點(diǎn)設(shè)計(jì)的具有8通道的嬰兒全身射頻線圈裝置，充分發(fā)揮了高端磁共振系統(tǒng)多通道并行加速掃描的能力。本實(shí)用新型解決現(xiàn)有技術(shù)不足之處采取的技術(shù)方案是一種用于磁共振成像系統(tǒng)的嬰兒全身射頻線圈裝置，外形根據(jù)新生兒的體形特點(diǎn)設(shè)計(jì)。裝置殼體包括容納嬰兒頭部的腔體頭部和身體部，兩部分各設(shè)有4個接收通道。其中頭部腔體近似為圓柱形，4個通道都采用環(huán)形接收通道，分別分布在頭部腔體的右前、左前、左后、右后位置。這種結(jié)構(gòu)既保證了各通道靈敏度分布的均勻性，又達(dá)到了各通道敏感區(qū)互不交疊的效果。從磁共振系統(tǒng)角度看，該結(jié)構(gòu)形成的圖像均勻，且可在前后和左右兩個方向進(jìn)行并行加速掃描。身體部近似為長方體，4個通道都采用環(huán)形接收通道，分別分布在身體部的左上、右上、左下、右下位置。這種結(jié)構(gòu)既保證了各通道靈敏度分布的均勻性，又達(dá)到了各通道敏感區(qū)互不交疊的效果。從磁共振系統(tǒng)角度看，該結(jié)構(gòu)形成的圖像均勻，且可在上下和左右兩個方向進(jìn)行并行加速掃描。綜合該裝置的頭部和體部設(shè)計(jì)，通過8個通道的共同作用，達(dá)到了在嬰兒全身取得較平均的靈敏度。裝置頭部和身體部各接收通道的分布為左右對稱，互不交疊。裝置頭部各接收通道的前后互不交疊，上下分為3段互不交疊。這樣，在進(jìn)行嬰兒全身檢查時，在上下、左右和前后三個方向都可以進(jìn)行并行采集，進(jìn)而充分發(fā)揮了高端磁共振系統(tǒng)多通道并行加速掃描的能力。裝置頭部的腔體是直徑20cm、深20cm的圓柱形腔體。裝置身體部是寬度30cm、長30cm的長方體，且其端部呈外凸的圓弧形。裝置身體部的底面具有與頭部腔體底面平滑過渡的弧形。本實(shí)用新型的有益效果是裝置外形根據(jù)新生兒的體形特點(diǎn)設(shè)計(jì)，采用對稱分布、 互不交疊的8通道的環(huán)形線圈電路，在進(jìn)行嬰兒全身檢查時，在上下、左右和前后三個方向都可以進(jìn)行并行采集，形成的圖像均勻，達(dá)到了在嬰兒全身取得較平均的靈敏度，充分發(fā)揮了高端磁共振系統(tǒng)多通道并行加速掃描的能力。

圖1是本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)示意圖。圖2是本實(shí)用新型線圈電路與殼體布置的透視圖。圖3是本實(shí)用新型線圈電路的布局示意圖。圖4是本實(shí)用新型線圈電路形成的冠狀中心面靈敏度圖。圖5是本實(shí)用新型線圈電路形成的矢狀中心面靈敏度圖。
具體實(shí)施方式

以下結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式
，對本實(shí)用新型作進(jìn)一步的說明。如圖1所示的本實(shí)用新型一種用于磁共振成像系統(tǒng)的嬰兒全身射頻線圈裝置，外形根據(jù)新生兒的體形特點(diǎn)設(shè)計(jì)，裝置殼體包括容納嬰兒頭部的腔體頭部9和身體部10。裝置頭部的腔體是直徑20cm、深20cm的圓柱形腔體，身體部是寬度30cm、長30cm的長方體， 且其端部呈外凸的圓弧形。裝置身體部的底面具有與頭部腔體底面平滑過渡的弧形。如圖2所示的線圈電路與殼體布置的透視結(jié)構(gòu)，在裝置殼體的頭部和身體部兩部分各設(shè)有4個接收通道，各接收通道分布在整個線圈外殼的各個部位，共由8個接收通道組成。其中頭部腔體近似為圓柱形，4個通道1、2、3、4都采用環(huán)形接收通道，分別分布在頭部腔體的右前、左前、左后、右后位置，負(fù)責(zé)采集嬰兒頭部的磁共振信號。身體部近似為長方體，4個通道5、6、7、8都采用環(huán)形接收通道，分別分布在身體部的左上、右上、左下、右下位置。綜合該裝置的頭部和體部設(shè)計(jì)，通過8個通道的共同作用，達(dá)到了在嬰兒全身取得較平均的靈敏度。如圖3所示的線圈電路的布局，裝置頭部和身體部各接收通道的分布為左右對稱，互不交疊。裝置頭部各接收通道的前后互不交疊，上下分為3段互不交疊。這樣，在進(jìn)行嬰兒全身檢查時，在上下、左右和前后三個方向都可以進(jìn)行并行采集，進(jìn)而充分發(fā)揮了高端磁共振系統(tǒng)多通道并行加速掃描的能力。如圖4、5所示的本實(shí)用新型線圈形成的靈敏度圖，可用以進(jìn)一步解釋本實(shí)用新型線圈的結(jié)構(gòu)優(yōu)點(diǎn)。由于對新生兒頭部掃描要求較高的信噪比和成像速度，因此，該部分的磁共振信號由4個通道采集，而這4個通道分別分布在嬰兒頭部的右前、左前、左后、右后位置，各通道均采用環(huán)形線圈設(shè)計(jì)。這種設(shè)計(jì)使得每個通道僅負(fù)責(zé)采集與之相鄰的頭部信號， 4個通道加在一起剛好構(gòu)成均勻的頭部敏感區(qū)分布。四個通道間通過適當(dāng)調(diào)節(jié)來解除串?dāng)_， 進(jìn)而保證相鄰區(qū)域以外的組織噪聲不會進(jìn)入相應(yīng)接收通道。這樣就使得本通道的信噪比能達(dá)到最優(yōu)。通過調(diào)節(jié)各通道的寬度可使其在敏感區(qū)的均勻性和各通道的獨(dú)立性間達(dá)到平衡。于是，當(dāng)系統(tǒng)進(jìn)行并行采集時就可充分利用各通道的敏感區(qū)分布信息進(jìn)行圖像解算。 針對該設(shè)計(jì)，系統(tǒng)可在前后和左右兩個方向進(jìn)行并行采集。當(dāng)只在其中一個方向上進(jìn)行相位編碼并行采集運(yùn)算時，該設(shè)計(jì)最多允許兩倍的加速因子。而當(dāng)能夠同時在另一方向使用選層并行采集運(yùn)算時，該設(shè)計(jì)最多允許4倍的加速因子，由此使得掃描時間可以大大縮短。 體部的磁共振信號由4個通道采集，這4個通道分別分布在嬰兒體部的左上、右上、左下、右下位置，各通道均采用環(huán)形線圈設(shè)計(jì)。這種設(shè)計(jì)使得每個通道僅負(fù)責(zé)采集與之相鄰的體部信號，4個通道加在一起剛好構(gòu)成均勻的體部敏感區(qū)分布。四個通道間通過適當(dāng)調(diào)節(jié)來解除串?dāng)_，進(jìn)而保證相鄰區(qū)域以外的組織噪聲不會進(jìn)入相應(yīng)接收通道，這樣就使得本通道的信噪比能達(dá)到最優(yōu)。通過調(diào)節(jié)各通道的寬度可使其在敏感區(qū)的均勻性和各通道的獨(dú)立性間達(dá)到平衡。于是，當(dāng)系統(tǒng)進(jìn)行并行采集時就可充分利用各通道的敏感區(qū)分布信息進(jìn)行圖像解算。針對該設(shè)計(jì)，系統(tǒng)可在左右和上下兩個方向進(jìn)行并行采集。當(dāng)只在其中一個方向上進(jìn)行相位編碼并行采集運(yùn)算時，該設(shè)計(jì)最多允許兩倍的加速因子。而當(dāng)能夠同時在另一方向使用選層并行采集運(yùn)算時，該設(shè)計(jì)最多允許4倍的加速因子，由此使得掃描時間可以大大縮短。[0026] 頭部和身體部間的通道同樣使用解調(diào)技術(shù)來保證通道間的隔離度。結(jié)合頭部和身體部的設(shè)計(jì)，當(dāng)該裝置用于嬰兒全身成像時，系統(tǒng)可在前后、左右和上下3個方向進(jìn)行并行采集。其中前后方向最多允許兩倍的加速因子；左右方向最多允許兩倍的加速因子；上下方向最多允許3倍的加速因子。由此，該裝置允許系統(tǒng)在進(jìn)行任何方向斷層掃描時可同時使用相位編碼并行采集運(yùn)算和選層并行采集運(yùn)算。這一設(shè)計(jì)保證實(shí)際應(yīng)用中在最大限度使用加速因子時，不受斷層方向的影響。從而保證了應(yīng)用的靈活性。
權(quán)利要求1.一種用于磁共振成像系統(tǒng)的嬰兒全身射頻線圈裝置，包括裝置殼體及內(nèi)敷設(shè)的線圈電路，其特征是裝置殼體包括腔體頭部和身體部，兩部分各設(shè)有4個接收通道，其中頭部腔體近似為圓柱形，4個通道都采用環(huán)形接收通道，分別分布在頭部腔體的右前、左前、左后、右后位置；身體部近似為長方體，4個通道都采用環(huán)形接收通道，分別分布在身體部的左上、右上、左下、右下位置。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于磁共振成像系統(tǒng)的嬰兒全身射頻線圈裝置，其特征是 裝置頭部和身體部各接收通道的分布為左右對稱，互不交疊。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于磁共振成像系統(tǒng)的嬰兒全身射頻線圈裝置，其特征是 裝置頭部各接收通道的前后互不交疊，上下分為3段互不交疊。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于磁共振成像系統(tǒng)的嬰兒全身射頻線圈裝置，其特征是 裝置頭部的腔體是直徑20cm、深20cm的圓柱形腔體。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于磁共振成像系統(tǒng)的嬰兒全身射頻線圈裝置，其特征是 裝置身體部是寬度30cm、長30cm的長方體。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于磁共振成像系統(tǒng)的嬰兒全身射頻線圈裝置，其特征是 裝置身體部的底面具有與頭部腔體底面平滑過渡的弧形。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的用于磁共振成像系統(tǒng)的嬰兒全身射頻線圈裝置，其特征是 裝置身體部的端部呈外凸的圓弧形。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種用于磁共振成像系統(tǒng)的嬰兒全身射頻線圈裝置，外形根據(jù)新生兒的體形特點(diǎn)設(shè)計(jì)，在裝置的腔體頭部和身體部殼體內(nèi)敷設(shè)有對稱分布、互不交疊的8個環(huán)形接收通道，其中頭部4個通道分別分布在頭部腔體的右前、左前、左后、右后位置；身體部4個通道分別分布在身體部的左上、右上、左下、右下位置。裝置各接收線圈經(jīng)優(yōu)化布局達(dá)到既滿足圖像清晰均勻又保證最佳的并行采集能力，使該裝置充分滿足MRI檢測嬰兒全身的特殊要求。
文檔編號G01R33/38GK202196164SQ20112019772
公開日2012年4月18日 申請日期2011年6月13日 優(yōu)先權(quán)日2011年6月13日
發(fā)明者王軼楠 申請人:上海辰光醫(yī)療科技股份有限公司