CN202196164U - 用于磁共振成像***的婴儿全身射频线圈装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种用于磁共振成像***的婴儿全身射频线圈装置，外形根据新生儿的体形特点设计，在装置的腔体头部和身体部壳体内敷设有对称分布、互不交叠的8个环形接收通道，其中头部4个通道分别分布在头部腔体的右前、左前、左后、右后位置；身体部4个通道分别分布在身体部的左上、右上、左下、右下位置。装置各接收线圈经优化布局达到既满足图像清晰均匀又保证最佳的并行采集能力，使该装置充分满足MRI检测婴儿全身的特殊要求。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种用于人体磁共振成像***的射频线圈装置，特别是涉及一种针对婴儿全身检查的线圈装置。
背景技术
磁共振影像***(MRI)是核磁共振(NMR)在医学上的一个应用。磁共振影像***的主磁***产生一均匀强磁场(称为MRI***主磁场-B0)。人体中的氢原子核在B0场下发生自旋极化。磁极化的氢原子核自旋在人体中产生磁矩i。在没有B0以外的外磁场激励情况下，该磁矩处于稳态，方向和主磁场B0方向同轴向，不产生有用的信息。
当有外加的均匀的射频(RF)磁场(称为激发磁场或B1磁场)存在时，人体内磁矩受激产生核磁共振信号，经接受线圈采集，电子线路和软件整合处理后，最终获取磁共振影像***(MRI)的数据和图像。
具体而言，射频发射线圈在所需探测的图像区域产生B1磁场，该射频发射线圈由采用功率放大器的受计算机控制的射频发射器驱动。在激发过程中，原子核自旋***吸收能量，使磁矩绕着主磁场方向进动。在激发后，进动的磁矩将经历自由感应衰减(FID)，释放其吸收的能量并返回稳态。自由感应衰减(FID)过程中释放的能量以射频电磁场向周围传播，在人体受激部分附近放置的接收射频线圈会受此射频电磁场感应而产生感应电压，经前置放大器放大后即得到核磁共振(NMR)信号。接收射频线圈可以是发射线圈本身也可以是专门接收射频信号的独立线圈。集成在主磁场***中的梯度线圈可以产生附加脉冲梯度磁场，选择性地激发所需要位置的体内的原子核，并对信号进行频率编码和相位编码，在空间频率坐标系(k空间)中建立一幅完整的核磁共振信号图，最终经过傅立叶变换，在寻常空间(R空间)内得到一幅完整的磁共振影像。
在磁共振影像***(MRI)中，发射线圈和接受线圈所产生的磁场的均匀性是获得高质 量图像的一个关键因素。在一般的磁共振影像***中，通常采用整体射频线圈取得最佳激发场均匀性。整体射频线圈是***中最大的射频线圈。但是，如果同时使用较大的线圈接收，则会产生较低的信噪比(SNR)，这主要是因为这样的接受线圈与参与成像的信号发生组织距离较远。因为在磁共振影像***(MRI)中最重要的是高信噪比(SNR)，所以经常采用专用线圈进行射频接收以提高所需探测部分的信噪比(SNR)。
在实用中，设计较佳的专用射频线圈应当具有下列功能：高信噪比、好的均匀性，谐振电路的高空载质量因子(Q)。此外，线圈装置必需设计成适于医生操作并具有舒适度，而且在病人与射频电子设备之间提供保护屏障。一种提高信噪比(SNR)的方法是正交接收。在这种方法中，由覆盖所需探测区域的两个互相独立的线圈探测两个信号。采用正交接收的射频信号信噪比是采用单个线性线圈情况时的 
倍。另外一种提高信噪比的方法是相控阵线圈技术。为了对一个较大的区域进行成像，如果使用单个较大的线圈，线圈所覆盖的所有区域的噪声均进入线圈，因此信噪比差。如果使用相控阵技术，使用多个独立的小线圈一起覆盖此区域，由于只有临近线圈的很小区域的噪声才能进入线圈，因此能够有效地提高信噪比。
婴儿全身射频线圈装置在临床磁共振成像中有着重要的应用价值，可用于诊断新生儿的神经***、循环***等全身性器官，用以检查是否有先天发育问题等疾病。现有的婴儿全身线圈装置多基于早期设计思想，在多通道运用和高速并行数据处理方面略显不足，存在接收通道少、信噪比分布不均匀和并行采集加速因子低的问题。
实用新型内容
本实用新型的目的是针对现有技术存在的接收通道少、信噪比分布不均匀和并行采集加速因子低的问题，提供一种根据新生儿的体形特点设计的具有8通道的婴儿全身射频线圈装置，充分发挥了高端磁共振***多通道并行加速扫描的能力。
本实用新型解决现有技术不足之处采取的技术方案是：一种用于磁共振成像***的婴儿全身射频线圈装置，外形根据新生儿的体形特点设计。装置壳体包括容纳婴儿头部的腔体头部和身体部，两部分各设有4个接收通道。其中头部腔体近似为圆柱形，4个通道都采 用环形接收通道，分别分布在头部腔体的右前、左前、左后、右后位置。这种结构既保证了各通道灵敏度分布的均匀性，又达到了各通道敏感区互不交叠的效果。从磁共振***角度看，该结构形成的图像均匀，且可在前后和左右两个方向进行并行加速扫描。身体部近似为长方体，4个通道都采用环形接收通道，分别分布在身体部的左上、右上、左下、右下位置。这种结构既保证了各通道灵敏度分布的均匀性，又达到了各通道敏感区互不交叠的效果。从磁共振***角度看，该结构形成的图像均匀，且可在上下和左右两个方向进行并行加速扫描。综合该装置的头部和体部设计，通过8个通道的共同作用，达到了在婴儿全身取得较平均的灵敏度。
装置头部和身体部各接收通道的分布为左右对称，互不交叠。
装置头部各接收通道的前后互不交叠，上下分为3段互不交叠。这样，在进行婴儿全身检查时，在上下、左右和前后三个方向都可以进行并行采集，进而充分发挥了高端磁共振***多通道并行加速扫描的能力。
装置头部的腔体是直径20cm、深20cm的圆柱形腔体。
装置身体部是宽度30cm、长30cm的长方体，且其端部呈外凸的圆弧形。
装置身体部的底面具有与头部腔体底面平滑过渡的弧形。
本实用新型的有益效果是：装置外形根据新生儿的体形特点设计，采用对称分布、互不交叠的8通道的环形线圈电路，在进行婴儿全身检查时，在上下、左右和前后三个方向都可以进行并行采集，形成的图像均匀，达到了在婴儿全身取得较平均的灵敏度，充分发挥了高端磁共振***多通道并行加速扫描的能力。
附图说明
图1是本实用新型结构示意图。
图2是本实用新型线圈电路与壳体布置的透视图。
图3是本实用新型线圈电路的布局示意图。
图4是本实用新型线圈电路形成的冠状中心面灵敏度图。
图5是本实用新型线圈电路形成的矢状中心面灵敏度图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式，对本实用新型作进一步的说明。
如图1所示的本实用新型一种用于磁共振成像***的婴儿全身射频线圈装置，外形根据新生儿的体形特点设计，装置壳体包括容纳婴儿头部的腔体头部9和身体部10。装置头部的腔体是直径20cm、深20cm的圆柱形腔体，身体部是宽度30cm、长30cm的长方体，且其端部呈外凸的圆弧形。装置身体部的底面具有与头部腔体底面平滑过渡的弧形。
如图2所示的线圈电路与壳体布置的透视结构，在装置壳体的头部和身体部两部分各设有4个接收通道，各接收通道分布在整个线圈外壳的各个部位，共由8个接收通道组成。其中头部腔体近似为圆柱形，4个通道1、2、3、4都采用环形接收通道，分别分布在头部腔体的右前、左前、左后、右后位置，负责采集婴儿头部的磁共振信号。身体部近似为长方体，4个通道5、6、7、8都采用环形接收通道，分别分布在身体部的左上、右上、左下、右下位置。综合该装置的头部和体部设计，通过8个通道的共同作用，达到了在婴儿全身取得较平均的灵敏度。
如图3所示的线圈电路的布局，装置头部和身体部各接收通道的分布为左右对称，互不交叠。装置头部各接收通道的前后互不交叠，上下分为3段互不交叠。这样，在进行婴儿全身检查时，在上下、左右和前后三个方向都可以进行并行采集，进而充分发挥了高端磁共振***多通道并行加速扫描的能力。
如图4、5所示的本实用新型线圈形成的灵敏度图，可用以进一步解释本实用新型线圈的结构优点。由于对新生儿头部扫描要求较高的信噪比和成像速度，因此，该部分的磁共振信号由4个通道采集，而这4个通道分别分布在婴儿头部的右前、左前、左后、右后位置，各通道均采用环形线圈设计。这种设计使得每个通道仅负责采集与之相邻的头部信号，4个通道加在一起刚好构成均匀的头部敏感区分布。四个通道间通过适当调节来解除串扰，进而保证相邻区域以外的组织噪声不会进入相应接收通道。这样就使得本通道的信噪比能达到最优。通过调节各通道的宽度可使其在敏感区的均匀性和各通道的独立性间达到平衡。 于是，当***进行并行采集时就可充分利用各通道的敏感区分布信息进行图像解算。针对该设计，***可在前后和左右两个方向进行并行采集。当只在其中一个方向上进行相位编码并行采集运算时，该设计最多允许两倍的加速因子。而当能够同时在另一方向使用选层并行采集运算时，该设计最多允许4倍的加速因子，由此使得扫描时间可以大大缩短。体部的磁共振信号由4个通道采集，这4个通道分别分布在婴儿体部的左上、右上、左下、右下位置，各通道均采用环形线圈设计。这种设计使得每个通道仅负责采集与之相邻的体部信号，4个通道加在一起刚好构成均匀的体部敏感区分布。四个通道间通过适当调节来解除串扰，进而保证相邻区域以外的组织噪声不会进入相应接收通道，这样就使得本通道的信噪比能达到最优。通过调节各通道的宽度可使其在敏感区的均匀性和各通道的独立性间达到平衡。于是，当***进行并行采集时就可充分利用各通道的敏感区分布信息进行图像解算。针对该设计，***可在左右和上下两个方向进行并行采集。当只在其中一个方向上进行相位编码并行采集运算时，该设计最多允许两倍的加速因子。而当能够同时在另一方向使用选层并行采集运算时，该设计最多允许4倍的加速因子，由此使得扫描时间可以大大缩短。
头部和身体部间的通道同样使用解调技术来保证通道间的隔离度。结合头部和身体部的设计，当该装置用于婴儿全身成像时，***可在前后、左右和上下3个方向进行并行采集。其中前后方向最多允许两倍的加速因子；左右方向最多允许两倍的加速因子；上下方向最多允许3倍的加速因子。由此，该装置允许***在进行任何方向断层扫描时可同时使用相位编码并行采集运算和选层并行采集运算。这一设计保证实际应用中在最大限度使用加速因子时，不受断层方向的影响。从而保证了应用的灵活性。
Claims (7)
1.一种用于磁共振成像***的婴儿全身射频线圈装置，包括装置壳体及内敷设的线圈电路，其特征是：装置壳体包括腔体头部和身体部，两部分各设有4个接收通道，其中头部腔体近似为圆柱形，4个通道都采用环形接收通道，分别分布在头部腔体的右前、左前、左后、右后位置；身体部近似为长方体，4个通道都采用环形接收通道，分别分布在身体部的左上、右上、左下、右下位置。
2.根据权利要求1所述的用于磁共振成像***的婴儿全身射频线圈装置，其特征是：装置头部和身体部各接收通道的分布为左右对称，互不交叠。
3.根据权利要求1所述的用于磁共振成像***的婴儿全身射频线圈装置，其特征是：装置头部各接收通道的前后互不交叠，上下分为3段互不交叠。
4.根据权利要求1所述的用于磁共振成像***的婴儿全身射频线圈装置，其特征是：装置头部的腔体是直径20cm、深20cm的圆柱形腔体。
5.根据权利要求1所述的用于磁共振成像***的婴儿全身射频线圈装置，其特征是：装置身体部是宽度30cm、长30cm的长方体。
6.根据权利要求1所述的用于磁共振成像***的婴儿全身射频线圈装置，其特征是：装置身体部的底面具有与头部腔体底面平滑过渡的弧形。
7.根据权利要求5所述的用于磁共振成像***的婴儿全身射频线圈装置，其特征是：装置身体部的端部呈外凸的圆弧形。
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2011
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Cited By (4)
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| US11206995B2 (en) | 2015-03-23 | 2021-12-28 | Advanced Imaging Research, Inc. | Safe infant MR imaging system |
| CN114096866A (zh) * | 2019-05-07 | 2022-02-25 | 海珀菲纳股份有限公司 | 用于婴儿的磁共振成像的***、装置和方法 |
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