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算機控制的射頻發(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動。在激發(fā)后，進動的磁矩將經(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，并對信號進行頻率編碼和相位編碼，在空間頻率坐標系(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)，這主要是因為這樣的接受線圈與參與成像的信號發(fā)生組織距離較遠。因為在磁共振影像系統(tǒng)(MRI)中最重要的是高信噪比(SNR)，所以經(jīng)常采用專用線圈進行射頻接收以提高所需探測部分的信噪比(SNR)。在實用中，設(shè)計較佳的專用射頻線圈應(yīng)當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)域的噪聲均進入線圈，因此信噪比差。如果使用相控陣技術(shù)，使用多個獨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)計思想，在多通道運用和高速并行數(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。

實用新型內(nèi)容本實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)新生兒的體形特點設(shè)計的具有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)新生兒的體形特點設(shè)計。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行并行加速掃描。綜合該裝置的頭部和體部設(shè)計，通過8個通道的共同作用，達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，在進行嬰兒全身檢查時，在上下、左右和前后三個方向都可以進行并行采集，進而充分發(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。本實用新型的有益效果是裝置外形根據(jù)新生兒的體形特點設(shè)計，采用對稱分布、 互不交疊的8通道的環(huán)形線圈電路，在進行嬰兒全身檢查時，在上下、左右和前后三個方向都可以進行并行采集，形成的圖像均勻，達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是本實用新型結(jié)構(gòu)示意圖。圖2是本實用新型線圈電路與殼體布置的透視圖。圖3是本實用新型線圈電路的布局示意圖。圖4是本實用新型線圈電路形成的冠狀中心面靈敏度圖。圖5是本實用新型線圈電路形成的矢狀中心面靈敏度圖。
具體實施方式

以下結(jié)合附圖和具體實施方式
，對本實用新型作進一步的說明。如圖1所示的本實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)新生兒的體形特點設(shè)計，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，負責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，通過8個通道的共同作用，達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，在進行嬰兒全身檢查時，在上下、左右和前后三個方向都可以進行并行采集，進而充分發(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所示的本實用新型線圈形成的靈敏度圖，可用以進一步解釋本實用新型線圈的結(jié)構(gòu)優(yōu)點。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。這種設(shè)計使得每個通道僅負責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調(diào)節(jié)來解除串擾， 進而保證相鄰區(qū)域以外的組織噪聲不會進入相應(yīng)接收通道。這樣就使得本通道的信噪比能達到最優(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立性間達到平衡。于是，當系統(tǒng)進行并行采集時就可充分利用各通道的敏感區(qū)分布信息進行圖像解算。 針對該設(shè)計，系統(tǒng)可在前后和左右兩個方向進行并行采集。當只在其中一個方向上進行相位編碼并行采集運算時，該設(shè)計最多允許兩倍的加速因子。而當能夠同時在另一方向使用選層并行采集運算時，該設(shè)計最多允許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。這種設(shè)計使得每個通道僅負責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調(diào)節(jié)來解除串擾，進而保證相鄰區(qū)域以外的組織噪聲不會進入相應(yīng)接收通道，這樣就使得本通道的信噪比能達到最優(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立性間達到平衡。于是，當系統(tǒng)進行并行采集時就可充分利用各通道的敏感區(qū)分布信息進行圖像解算。針對該設(shè)計，系統(tǒng)可在左右和上下兩個方向進行并行采集。當只在其中一個方向上進行相位編碼并行采集運算時，該設(shè)計最多允許兩倍的加速因子。而當能夠同時在另一方向使用選層并行采集運算時，該設(shè)計最多允許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，當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)在進行任何方向斷層掃描時可同時使用相位編碼并行采集運算和選層并行采集運算。這一設(shè)計保證實際應(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)新生兒的體形特點設(shè)計，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