具有集成振蕩器和rf天線的用于mri的流變單元的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及磁共振(MR)流變成像領(lǐng)域。具體而言，本發(fā)明涉及在MR流變成像系統(tǒng)中使用的流變模塊的領(lǐng)域，其中，所述流變模塊適于將機(jī)械振蕩引入到感興趣的對象中。另外，本發(fā)明涉及在MR流變成像系統(tǒng)中使用的流變布置的領(lǐng)域，包括至少一個(gè)RF天線模塊和如以上詳細(xì)說明的至少一個(gè)流變模塊，所述至少一個(gè)MR天線模塊包括至少一個(gè)RF天線單元。又另外，本發(fā)明涉及包括如以上詳細(xì)說明的流變模塊的MR流變成像系統(tǒng)的領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]在磁共振(MR)成像領(lǐng)域中，MR流變是用于收集關(guān)于不能單獨(dú)利用MR成像訪問的組織屬性的額外信息的技術(shù)。否則只能使用活檢和/或組織學(xué)來確定如組織粘度或彈性的參數(shù)。另一方面，已經(jīng)證明，這些組織屬性可以幫助檢測例如在肝臟、乳腺或腦組織中的肝硬化或癌變。具體而言，MR流變已經(jīng)被證實(shí)對于對肝硬化以及乳腺癌的確定和分期尤其有用。也已經(jīng)提出了對腦部退行性疾病的初步應(yīng)用。
[0003]典型地，MR流變設(shè)置含有用于將機(jī)械振蕩引入到感興趣的對象和MR成像系統(tǒng)中的流變模塊。為了確定感興趣的對象的具體感興趣的區(qū)域(ROI)的組織屬性，流變模塊被靠近該區(qū)域放置以引入振蕩。包括一個(gè)或多個(gè)RF線圈的適當(dāng)?shù)纳漕l(RF)天線單元被提供用于生成解剖的“背景”圖像。這些RF天線單元可以是MR成像系統(tǒng)的部分，或在RF天線模塊中可以提供額外的RF天線單元以提高關(guān)于感興趣的對象的ROI的成像。具體地，RF天線模塊被提供靠近ROI。
[0004]對于一些MR測量，使用流變布置。所述布置包括流變模塊以及典型地至少一個(gè)RF天線模塊，所述至少一個(gè)天線模塊包括至少一個(gè)RF天線單元。這些模塊被組合并且互連，使得流變布置可以被放置在感興趣的對象處或靠近感興趣的對象。一般地，RF天線單元被定位得離ROI越近，MR流變成像處理的結(jié)果越好。由于模塊的尺寸，對RF天線單元的放置根據(jù)需要通常不靠近ROI。通過該距離來確定RF線圈到ROI的最優(yōu)尺寸。因此，即使從更大的距離上大的線圈也可以成像出良好的結(jié)果。另一方面這樣的線圈的視場(FOV)相對大，并且可能不適合于MR流變成像處理。如果ROI相當(dāng)小和/或靠近感興趣的對象的表面，則由于來自ROI外面周圍的減少的噪聲拾取，小接收線圈執(zhí)行得更好。此外，較大數(shù)量的線圈元件允許使用算法(如SENSE)來加速成像過程。利用較少的線圈元件，這樣的成像加速是不可能的。
[0005]另外，流變模塊和RF天線模塊的布線相當(dāng)復(fù)雜。除了信號(hào)線，還要求供電線以用于向流變模塊以及RF天線模塊提供電力。布線的需要增加了用于執(zhí)行MR流變測量的設(shè)置時(shí)間，并且甚至可以降低MR流變系統(tǒng)的成像性能。因此，需要改進(jìn)。
[0006]從US 7307423 B2已知了磁共振彈性成像(MRE)掃描。使用換能器陣列來執(zhí)行該掃描，以用于將應(yīng)變波施加到感興趣的區(qū)域中的組織。在掃描之前執(zhí)行校準(zhǔn)過程，在所述校準(zhǔn)過程中，使用MRE脈沖序列來對由陣列中的每個(gè)換能器產(chǎn)生的應(yīng)變波進(jìn)行成像，使得可以采集使得每個(gè)換能器能夠在序列MRE掃描期間被適當(dāng)?shù)仳?qū)動(dòng)的信息。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明的目的是提供一種流變模塊，一種包括這樣的模塊的流變布置以及一種MR流變成像系統(tǒng)，所述流變模塊、流變布置和MR流變成像系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)經(jīng)改進(jìn)的MR流變成像，并且促進(jìn)并改進(jìn)用于執(zhí)行MR流變成像的工作流。
[0008]在本發(fā)明的一個(gè)方面中，通過在磁共振(MR)流變成像系統(tǒng)中使用的流變模塊來實(shí)現(xiàn)目的，其中，所述流變模塊適于將機(jī)械振蕩引入到感興趣的對象中，所述流變模塊包括外殼、機(jī)械振蕩器單元和換能器，所述機(jī)械振蕩器單元至少部分地延伸到所述外殼之外，并能相對于所述外殼移動(dòng)，所述換能器用于移動(dòng)所述振蕩器單元，其中，所述流變模塊包括至少一個(gè)射頻(RF)天線單元，所述至少一個(gè)射頻(RF)天線單元包括至少一個(gè)RF線圈。
[0009]在RF天線設(shè)備被集成到所述流變模塊中的情況下，可以實(shí)現(xiàn)靠近感興趣的區(qū)域(ROI)的天線放置以提高M(jìn)R流變成像系統(tǒng)的MR成像能力。由此，可以更有效地執(zhí)行對所述ROI的成像。另外，由于僅有一個(gè)模塊必須被連接以生成振蕩并操作所述RF天線設(shè)備，所以可以有助于連接和布線。所述RF天線設(shè)備可以被用作發(fā)射/接收或僅接收設(shè)備，在所述設(shè)備中每個(gè)線圈可以是僅接收線圈或局部發(fā)射/接收線圈。所述MR流變模塊克服了所述機(jī)械振蕩器單元和所述RF天線設(shè)備分別放置的缺點(diǎn)。因此，也可以改進(jìn)電纜路由，并且可以額減少在機(jī)械振蕩器單元與MR成像裝備之間的交互。可以自由選擇模塊的幾何結(jié)構(gòu)。還可以根據(jù)需要選擇RF天線單元和RF線圈的幾何結(jié)構(gòu)。典型地，所述RF線圈具有基本圓形或矩形形狀。進(jìn)一步優(yōu)選地，可以通過(例如以停車標(biāo)志或八邊形形式的)六到八個(gè)線性段來形成所述基本圓形形狀。優(yōu)選地，所述RF天線單元被提供在所述流變模塊的側(cè)面，所述機(jī)械振蕩器進(jìn)到所述流變模塊的側(cè)面中與所述感興趣的對象接觸。任何適合的種類的換能器(包括電、氣動(dòng)或液壓換能器)都可以被用于生成所述機(jī)械振蕩器單元的振蕩。電換能器優(yōu)選地是將電能轉(zhuǎn)換成機(jī)械能的壓電換能器，或利用電流驅(qū)動(dòng)線圈在MR成像設(shè)備的靜磁場內(nèi)移動(dòng)的機(jī)電換能器。壓電換能器可以非常快速地對驅(qū)動(dòng)電壓變化做出響應(yīng)。在優(yōu)選的實(shí)施例中，所述流變模塊被提供有便于對其進(jìn)行放置的薄的外殼。所述換能器可以被提供為具有局部重質(zhì)量的背包以提供足夠的機(jī)械慣量來將振蕩的振幅保持為高。所述局部質(zhì)量可以關(guān)于期望的應(yīng)用而被交換，例如針對不同器官或依據(jù)脂肪組織層的厚度。所述局部質(zhì)量被選擇為MR兼容的。
[0010]根據(jù)優(yōu)選實(shí)施例，至少一個(gè)RF天線單元被定位在所述外殼處。所述RF天線單元在所述外殼的不同放置是可能的。所述RF天線單元被優(yōu)選地布置為包圍所述振蕩器單元。所述RF天線單元可以被提供在所述外殼的上表面、被集成到所述外殼中、或在其內(nèi)表面處。優(yōu)選地，所述RF天線單元被提供在所述外殼的整個(gè)面上，例如在操作中面向所述感興趣的對象的面。
[0011]根據(jù)優(yōu)選實(shí)施例，至少一個(gè)RF天線單元被定位在所述振蕩器單元處。所述RF天線單元可以被提供在所述振蕩器單元的上表面處，使得所述RF天線單元與所述感興趣的對象直接接觸。備選地，所述RF天線單元可以被集成到所述振蕩器單元中，或所述RF天線單元可以被定位在其面向所述外殼的下表面處。
[0012]根據(jù)優(yōu)選實(shí)施例，至少一個(gè)RF天線單元包括多個(gè)RF線圈的集合。多個(gè)RF線圈可以被用于以增加的速度對動(dòng)態(tài)過程進(jìn)行圖像生成?？梢砸圆煌姆绞嚼珀嚵衼聿贾盟鯮F天線單元的所述RF線圈。所述RF線圈也可以被布置為與相鄰線圈交疊，并且因此在幾何上從彼此去耦合。所述RF天線單元也可以包括至少一個(gè)局部的、單獨(dú)的發(fā)射線圈和單獨(dú)的接收線圈陣列。對于多于一個(gè)的發(fā)射通道，集成的發(fā)射線圈具有附近的RF功率組合器以將RF功率分配到不同的發(fā)射線圈元件。因此，所述MR流變單元可以被獨(dú)立于大型集成體發(fā)射線圈的存在而使用。在發(fā)射脈沖期間所述接收線圈陣列失諧，并且在對MRI信號(hào)的接收期間所述發(fā)射線圈失諧。
[0013]根據(jù)優(yōu)選實(shí)施例，所述換能器將電能轉(zhuǎn)換成機(jī)械振蕩，并且所述流變模塊包括電連接器，其中，所述電連接器被提供為單個(gè)線束(harness)以提供到所述換能器和所述至少一個(gè)RF天線單元的電力和信號(hào)連接。利用單個(gè)線束，可以容易地執(zhí)行對所述MR流變模塊的連接。所述線束可以包括所述換能器和所述RF天線單元的電力和信號(hào)的單獨(dú)的線。信號(hào)線可以被提供為雙向線，以用于將信號(hào)發(fā)送到所述換能器和/或所述RF天線單元，并且從所述換能器和/或所述RF天線單元接收信號(hào)。然而，也可以提供獨(dú)立的信號(hào)線。另外，多條信號(hào)線可以被提供用于發(fā)射不同種類的信號(hào)。所述線束還可以被提供有所述換能器和/或所述RF天線單元的電力線。典型的流變模塊具有RF天線設(shè)備的四種類型的線，即DC饋送、RF信號(hào)、失諧和故障檢測，以及換能器的兩條線，所述兩條線是驅(qū)動(dòng)信號(hào)和用來監(jiān)測所述換能器的性能的感測線?？梢允褂迷谒稣袷幤鲉卧锩娴木植堪雽?dǎo)體FET開關(guān)或放大器來實(shí)現(xiàn)對于RF線圈和換能器的僅一條供電線。局部放大器可以直接驅(qū)動(dòng)所述換能器。因此，電力線的Btl-補(bǔ)償必須僅被執(zhí)行一次