CN104473644A - 一种用于磁共振成像的线圈控制***及头颈联合线圈 - Google Patents

一种用于磁共振成像的线圈控制***及头颈联合线圈 Download PDF

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Abstract

一种用于磁共振成像的线圈控制***及头颈联合线圈，包括若干条通信链路，每一条所述通信链路均包括线圈、控制电路和共模扼流环，所述线圈连接所述控制电路，所述控制电路连接所述共模扼流环，其中，所述控制电路包括匹配电路、移相电路和放大器，所述移相电路串联所述匹配电路和放大器，匹配电路与线圈连接，放大器与共模扼流环连接。本发明提供的一种用于磁共振成像的线圈控制***及头颈联合线圈，能够同时覆盖头部和颈部，获得高信噪比和较高的分辨率图像，实现对头部和颈部进行同时成像；另外，颈部单元采用柔性结构设计，对于不同的患者，颈部的线圈单元能进行适应性弯曲，保证线圈能够紧密贴合患者颈部，提高成像质量。

Description

一种用于磁共振成像的线圈控制***及头颈联合线圈
技术领域
本发明涉及磁共振成像，尤其涉及用于磁共振成像的线圈控制***及头颈联合线圈。
背景技术
磁共振成像(Magnetic Resonance Imaging，MRI)是核磁共振(NuclearMagnetic Resonance，NMR)在医学上的重要应用。磁共振成像的主磁***可以产生均匀主磁场，使人体中的氢原子核在主磁场下发生自旋极化，磁极化的氢原子核在人体中自旋产生磁矩。在没有外磁场激励的情况下，该磁矩处于稳态，磁矩的方向与主磁场的方向同轴，不能进行有效成像。当外加均匀的射频(RadioFrequency，RF)磁场时，人体内磁矩受到激励产生核磁共振信号，通过线圈采集核磁共振信号，再经过电控***转换后，最终获得被测对象病变部位的医疗数据和图像。
为了提高磁共振成像的成像视野和信噪比，加快成像速度。磁共振射频模块通常采用多通道射频接收线圈，每个射频线圈单元通过电磁感应接收成像空间内的磁共振信号，每个射频线圈单元接收的磁共振信号对应一个接收通道。在理想情况下，每个射频线圈单元所产生的交变磁场是独立的，射频线圈单元中任意两个射频线圈单元所产生的交变磁场彼此之间没有影响。然而，在实际应用中，两个射频线圈单元之间可能会发生耦合现象，尤其对于相邻的射频线圈单元，耦合现象尤为突出，这就降低了多通道射频线圈的信噪比。
目前，在临床应用中，MRI***中可以用于射频线圈接收的通道数一般小于等于32通道，而在某些临床磁共振检测中，如颅内外血管壁成像，需要对头部和颈部同时探测，探测范围较大，以至于需要获得的图像应具有较高的分辨率才能作为临床诊断的依据。具体地，传统的射频线圈包括32通道头线圈、16通道头颈联合线圈和36通道头颈胸线圈。其中，32通道头线圈的外壳采用头盔式设计，使得各单元的线圈紧贴头部，获得高信噪比和分辨率的图像，但是，射频线圈的探测区域存在盲点，不能进行有效探测，无法对头部和颈部进行同时成像，导致不能得到准确的诊断图像；16通道头颈联合线圈在头部采用12通道进行采集，在颈部采用4通道进行采集，可以同时获得头部和颈部的图像，但是，获得的信噪比往往较低，头部图像分辨率较低，不能为临床诊断提供清晰的医学图像；36通道头颈胸线圈探测范围较大，同时获得头部、颈部和胸部的图像，但是，获得的信噪比往往较低，头部图像分辨率较低，不能为临床诊断提供清晰的医学图像。
发明内容
本发明为解决现有技术中存在的技术问题，提供一种用于磁共振成像的线圈控制***及头颈联合线圈，提高扫描时获得的信噪比和图像分辨率，实现对患者的头部和颈部进行同时探测，提高成像质量。
一种用于磁共振成像的线圈控制***，包括若干条通信链路，每一条所述通信链路均包括线圈、控制电路和共模扼流环，所述线圈连接所述控制电路，所述控制电路连接所述共模扼流环，其中，所述控制电路包括匹配电路、移相电路和放大器，所述移相电路串联所述匹配电路和放大器，匹配电路与线圈连接，放大器与共模扼流环连接。
进一步地，所述线圈内设置有调谐电容和二极管。
进一步地，所述调谐电容的频率为123.2MHz，所述二极管为PIN型二极管。
进一步地，所述匹配电路内部至少包括电感和电容，用于产生50欧姆的噪声阻抗。
进一步地，所述移相电路内部至少包括电感和电容，用于产生50欧姆的噪声阻抗。
进一步地，所述通信链路的数量为32条。
头颈联合线圈，包括基座和头颈联合线圈，所述基座包括内腔，所述头颈联合线圈包括若干个头部单元和若干个颈部单元，所述头部单元的数量为24个，每一个所述头部单元均紧贴于所述基座的内腔上，所述颈部单元的数量8个，每一个所述颈部单元均紧贴于所述基座的内腔上。
进一步地，所述内腔包括头部腔和颈部腔，所述头部单元设置于所述头部腔，所述颈部单元设置于所述颈部腔。
进一步地，所述头部单元与所述颈部单元采用交叠的方式连接。
进一步地，所述头部单元为固定形状结构，所述颈部单元为柔性结构。
本发明的有益效果：
综上所述，本发明提供的一种用于磁共振成像的线圈控制***及头颈联合线圈，通过合理分配头部和颈部的线圈单元数量，合理设置头部和颈部的线圈位置，使得线圈能够同时覆盖头部和颈部，获得高信噪比和较高的分辨率图像，实现对头部和颈部进行同时成像；另外，为了保证颈部单元能够紧贴成像部位，颈部单元采用柔性结构设计，对于不同的患者，颈部的线圈单元能进行适应性弯曲，保证线圈能够紧密贴合患者颈部，提高成像质量。
附图说明
图1是本发明实施例用于磁共振成像的线圈控制***的示意图。
图2是本发明实施例头颈联合线圈的结构示意图。
具体实施方式
为了更好地阐述本发明的技术特点和结构，以下结合本发明的优选实施例及其附图进行详细描述。
参阅图1，一种用于磁共振成像的线圈控制***，包括若干条通信链路，每一条通信链路均包括线圈11、控制电路10和共模扼流环19，线圈11连接控制电路10，控制电路10连接共模扼流环19，其中，控制电路10包括匹配电路13、移相电路15和放大器17，移相电路15串联匹配电路13和放大器17，匹配电路13与线圈11连接，放大器17与共模扼流环19连接。
具体地，通信链路的数量为32条；线圈11内设置有调谐电容和二极管，该调谐电容的频率为123.2MHz，该二极管为PIN型二极管；匹配电路13内部至少包括电感和电容，用于产生50欧姆的噪声阻抗；移相电路15内部至少包括电感和电容，用于产生50欧姆的噪声阻抗。需要说明的是，该线圈11通过调谐电容将全部通信链路中的线圈11调谐至***共振频率。该放大器17为前置放大器17，***通过匹配电路13和移相电路15将阻抗匹配至前置放大器17，得到最优的噪声阻抗，其最优的噪声阻抗为50欧姆，同时，每一条通信链路中的线圈11均与低输入阻抗的放大器17连接，实现提高线圈11解耦的效果。该PIN型二极管帮助控制***在线圈11发射时进行失谐，PIN型二极管的直流供电可由磁共振***提供。另外，线圈11与控制电路10连接，控制与共模扼流环19连接，该共模扼流环19用于抑制线圈11上的共模电流，使线圈11能够获得高信噪比。
本实施例还提供应用该控制***的头颈联合线圈20，包括基座30和头颈联合线圈20，其中，基座30包括内腔，头颈联合线圈20包括若干个头部单元21和若干个颈部单元22，头部单元21的数量为24个，每一个头部单元21均紧贴于基座30的内腔上，颈部单元22的数量8个，每一个颈部单元22均紧贴于基座30的内腔上。
具体地，内腔包括头部腔31和颈部腔32，头部单元21设置于头部腔31，颈部单元22设置于颈部腔32；头部单元21与颈部单元22采用交叠的方式连接；头部单元21为固定形状结构，颈部单元22为柔性结构。需要说明的是，头部单元21和颈部单元22紧贴于内腔上，形成探测区域，头部单元21呈几何形状固定在该头部腔31，当患者的头部位于头部腔31时，头部单元21不会随患者头部不同而改变形状；而颈部单元22为柔性结构，当患者接受扫描时，患者的颈部位于颈部腔32，在不同患者之间，颈部单元22可以适当弯曲，保证线圈与患者颈部紧密贴合。另外，头部单元21与颈部单元22之间采用交叠的方式连接，交叠式连接可以帮助头部单元21和颈部单元22分别进行解耦，当每个线圈与低输入阻抗的放大器17连接时，可以进一步提高解耦的效果，提高线圈获得信噪比的能力，实现同时对头部和颈部进行成像。本实施例经过临床实验证明，在3T磁共振***上进行扫描，同时对头部和颈部进行成像，获得三维颅内外动脉图像的分辨率达到0.6mm×0.6mm×0.6mm，满足临床使用要求。
综上所述，本发明提供的一种用于磁共振成像的线圈控制***及头颈联合线圈，通过合理分配头部和颈部的线圈单元数量，合理设置头部和颈部的线圈位置，使得线圈能够同时覆盖头部和颈部，获得高信噪比和较高的分辨率图像，实现对头部和颈部进行同时成像；另外，为了保证颈部单元能够紧贴成像部位，颈部单元采用柔性结构设计，对于不同的患者，颈部的线圈单元能进行适应性弯曲，保证线圈能够紧密贴合患者颈部，提高成像质量。
本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其他不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种用于磁共振成像的线圈控制***，包括若干条通信链路，每一条所述通信链路均包括线圈(11)、控制电路(10)和共模扼流环(19)，所述线圈(11)连接所述控制电路(10)，所述控制电路(10)连接所述共模扼流环(19)，其特征在于，所述控制电路(10)包括匹配电路(13)、移相电路(15)和放大器(17)，所述移相电路(15)串联所述匹配电路(13)和放大器(17)，匹配电路(13)与线圈(11)连接，放大器(17)与共模扼流环(19)连接。
2.根据权利要求1所述的用于磁共振成像的线圈控制***，其特征在于，所述线圈(11)内设置有调谐电容和二极管。
3.根据权利要求2所述的用于磁共振成像的线圈控制***，其特征在于，所述调谐电容的频率为123.2MHz，所述二极管为PIN型二极管。
4.根据权利要求1所述的用于磁共振成像的线圈控制***，其特征在于，所述匹配电路(13)内部至少包括电感和电容，用于产生50欧姆的噪声阻抗。
5.根据权利要求1所述的用于磁共振成像的线圈控制***，其特征在于，所述移相电路(15)内部至少包括电感和电容，用于产生50欧姆的噪声阻抗。
6.根据权利要求1所述的用于磁共振成像的线圈控制***，其特征在于，所述通信链路的数量为32条。
7.如权利要求1至6所述***的头颈联合线圈，其特征在于，包括基座(30)和头颈联合线圈(20)，所述基座(30)包括内腔，所述头颈联合线圈(20)包括若干个头部单元(21)和若干个颈部单元(22)，所述头部单元(21)的数量为24个，每一个所述头部单元(21)均紧贴于所述基座(30)的内腔上，所述颈部单元(22)的数量8个，每一个所述颈部单元(22)均紧贴于所述基座(30)的内腔上。
8.根据权利要求7所述的头颈联合线圈，其特征在于，所述内腔包括头部腔(31)和颈部腔(32)，所述头部单元(21)设置于所述头部腔(31)，所述颈部单元(22)设置于所述颈部腔(32)。
9.根据权利要求8所述的头颈联合线圈，其特征在于，所述头部单元(21)与所述颈部单元(22)采用交叠的方式连接。
10.根据权利要求9所述的头颈联合线圈，其特征在于，所述头部单元(21)为固定形状结构，所述颈部单元(22)为柔性结构。
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