專利名稱：高場(chǎng)磁共振成像設(shè)備及其接收線圈獲得高信噪比的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及磁共振成像(Magnetic Resonance Imaging,簡(jiǎn)稱MRI)設(shè)備， 尤其涉及一種高場(chǎng)磁共振成像設(shè)備及其接收線圈獲得高信噪比的方法。
背景技術(shù)：
磁共振成像，也稱為核磁共振成像，是指利用核磁共振現(xiàn)象獲取物理內(nèi)部 結(jié)構(gòu)信息的成像技術(shù)。MRI因其成像參數(shù)多、分辨率高、可任意層面斷層以及可 無損成像等顯著優(yōu)點(diǎn)，在醫(yī)療成像領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。在中低場(chǎng)MRI設(shè)備中(主磁場(chǎng)《0.5T)，主磁場(chǎng)方向與接收線圈中患者的 患肢是相互垂直的。射頻(Radio Frequency,簡(jiǎn)稱RF)接收線圈多采用環(huán)型(即 Loop型)，如圖l所示的單線圈(Single Loop Coil)，如圖2所示的螺線管 線圈(Solenoid Coil)，以及亥姆霍茲線圈組(Helmholtz pair)等。在高場(chǎng) MRI設(shè)備中(主磁場(chǎng)》1.5T)，因?yàn)榛颊叩幕贾c主磁場(chǎng)的水平方向平行，因此 RF接收線圈只能采用籠式或表面環(huán)形線圈(Surface Loop Coil)結(jié)構(gòu)，表面環(huán) 形線圈結(jié)構(gòu)的接收線圈如圖3所示。但是在實(shí)際應(yīng)用中，籠式或表面環(huán)形結(jié)構(gòu) 的RF接收線圈能達(dá)到的信噪比(Signal to Noise Ratio,簡(jiǎn)稱SNR)，較Loop 型RF接收線圈的信噪比要低。圖4示出了現(xiàn)有技術(shù)中應(yīng)用于高場(chǎng)MRI設(shè)備中的腕線圈實(shí)施例示意圖。圖5 示出了現(xiàn)有技術(shù)中患者手腕磁共振成像的一種應(yīng)用情況，患者躺在病床503上， 其待掃描的手腕在接收線圈502中，接收線圈502位于患者的體側(cè)，且在主磁 體501所產(chǎn)生的磁場(chǎng)中。圖6示出了現(xiàn)有技術(shù)中患者手腕磁共振成像的另一種 應(yīng)用情況，患者躺在病床603上，其待掃描的手腕位于接收線圈602中，接收 線圈602位于患者的腦后，且在主磁體601所產(chǎn)生的磁場(chǎng)中。從圖5和圖6中可以清楚地看出，患者的患肢與主磁場(chǎng)的水平方向平行， 腕線圈只能采用表面環(huán)形線圈，因此其信噪比要低于Loop型腕線圈的信噪比。另外，在圖5所示的這種狀態(tài)下，由于患者的患肢平放在其身體側(cè)方，腕線圈的幾乎超出了 MRI設(shè)備的成像視野F0V (Field of View,簡(jiǎn)稱F0V)。在 圖6所示的這種狀態(tài)下，接收線圈602以及患者的手腕位于患者腦部側(cè)后方。 雖然圖6所示的這種狀態(tài)下接收線圈602的位置要稍微好于如圖5所示的接收 線圈502的位置，但其位置依然不夠理想，患者采用這種姿勢(shì)也并不舒服，而 且這種姿勢(shì)也不適宜長(zhǎng)時(shí)間保持?？傊F(xiàn)有技術(shù)中的磁共振成像設(shè)備和方法還具有以下缺點(diǎn)1) 由于中低場(chǎng)與高場(chǎng)磁共振患者肢體與主磁場(chǎng)方向的關(guān)系及接收線圈定位 方式的不同，導(dǎo)致了在現(xiàn)有高場(chǎng)MRI設(shè)備中無法使用Loop型接收線圈；2) 高場(chǎng)MRI設(shè)備中接收線圈只能采用籠式或表面環(huán)形結(jié)構(gòu)，不能獲得較高 的信噪比；3) 腕線圈的特定位置，幾乎超出MRI設(shè)備的成像視野；4) 腕線圈的特定位置，影響患者在接收磁共振成像時(shí)的舒適性。發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題在于提供一種高場(chǎng)磁共振成像設(shè)備及在其中提 高接收線圈信噪比的方法，從而獲得比現(xiàn)有技術(shù)的高場(chǎng)磁共振成像設(shè)備中采用 籠式或表面環(huán)形結(jié)構(gòu)的RF接收線圈更高的信噪比。為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明首先提供一種高場(chǎng)磁共振成像設(shè)備，至少 包括主磁體與接收線圈，其中所述主磁體產(chǎn)生主磁場(chǎng)，所述接收線圈位于所述 主磁場(chǎng)內(nèi)，且成一收容腔。本發(fā)明所述設(shè)備中，所述接收線圈的收容腔與所述 主磁場(chǎng)的方向垂直。本發(fā)明所述設(shè)備中，所述的接收線圈為環(huán)型線圈。并且，所述的接收線圈 可以作為腕線圈使用。本發(fā)明所述設(shè)備進(jìn)一步包括托架，所述接收線圈固定在所述的托架上。本發(fā)明所述設(shè)備，無論是否包括如上所述的托架，所述接收線圈均位于所 述磁共振成像設(shè)備的成像視野內(nèi)。本發(fā)明進(jìn)而提供一種高場(chǎng)磁共振成像設(shè)備的接收線圈獲得高信噪比的方法，使用一接收線圈在一主磁場(chǎng)中接收信號(hào)，其中，使所述接收線圈與所述主 磁場(chǎng)的方向垂直。本發(fā)明所述的方法，將所述接收線圈設(shè)置在所述高場(chǎng)磁共振成像設(shè)備的成 像視野內(nèi)。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn)1) 強(qiáng)場(chǎng)MRI設(shè)備中的接收線圈采用Loop型設(shè)計(jì)，提高了信噪比；2) 接收線圈放置在更靠近成像視野(F0V)的位置，由于此處主磁場(chǎng)的均 勻性更好，所以提高了成像質(zhì)量；3) 對(duì)現(xiàn)有的應(yīng)用于中低場(chǎng)MRI設(shè)備的Loop型腕線圈稍加改進(jìn)，并在對(duì)其 RF進(jìn)行一些必要的調(diào)整之后，就可在短時(shí)間內(nèi)開發(fā)出適用于高場(chǎng)MRI設(shè)備的新 型腕線圈。4) 使用多個(gè)線圈以及先進(jìn)的去耦技術(shù)可達(dá)到信噪比的提高，同時(shí)擴(kuò)大成像 范圍并改進(jìn)圖像的均勻度。


圖1是接收線圈為單線圈的示意圖；圖2是接收線圈為螺線管線圈的示意圖；圖3是表面環(huán)形結(jié)構(gòu)的接收線圈示意圖；圖4是現(xiàn)有技術(shù)中高場(chǎng)MRI設(shè)備中的腕線圈實(shí)施例示意圖；圖5是現(xiàn)有技術(shù)中患者姿勢(shì)及腕線圈位置示意圖；圖6是現(xiàn)有技術(shù)中另一種患者姿勢(shì)及腕線圈位置示意圖；圖7是本發(fā)明設(shè)備實(shí)施例中腕線圈位于患者腹部位置的示意圖。
具體實(shí)施方式
本發(fā)明的主要思路是改變現(xiàn)有技術(shù)中患者患肢與主磁場(chǎng)的水平方向平行的 定位方式，將患者患肢與主磁場(chǎng)方向垂直放置，這樣就可以采用環(huán)型(也即Loop型)線圈作為接收線圈，進(jìn)而獲得較高的信噪比。本發(fā)明將腕線圈的方向旋轉(zhuǎn)90度，使得主磁體產(chǎn)生的主磁場(chǎng)垂直于患者的 患肢方向，這樣就可以采用Loop型，如單線圈、螺線管線圈，亥姆霍茲線圈組 等作為接收線圈。本發(fā)明還采用滿足一定應(yīng)用環(huán)境的材料來制作用于接收線圈定位和支撐的 托架。該托架的一種實(shí)現(xiàn)方式是由非鐵磁及電絕緣、并具有良好的MRI兼容性 的材料制成，比如環(huán)氧類玻璃鋼，熱塑或熱固型塑料等，且該托架的寬度和高 度可以根據(jù)患者的體型進(jìn)行調(diào)節(jié)。圖7示出了本發(fā)明實(shí)施例中腕線圈位于患者腹部的結(jié)構(gòu)示意圖，整個(gè)高場(chǎng) 磁共振成像設(shè)備主要包括主磁體701，用于產(chǎn)生磁共振成像所必須的主磁場(chǎng)；接收線圈703，其結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)為用于容納患者待成像患肢的收容腔，該收容腔 的方向與主磁場(chǎng)701的方向相垂直，用以設(shè)備在進(jìn)行掃描時(shí)接收患者待成像患 肢發(fā)出的信號(hào)；病床704，用于患者在進(jìn)行磁共振成像時(shí)方便地進(jìn)出主磁體701所產(chǎn)生的主 磁場(chǎng)，并為患者提供舒適的待成像環(huán)境。從圖7中可以看出，當(dāng)接收線圈703用作腕線圈使用時(shí)，接收線圈703從 現(xiàn)有技術(shù)中患者兩側(cè)的位置移到了患者的腹部上方，而且接收線圈703的方向 也旋轉(zhuǎn)了 90度。所以本發(fā)明用于手腕部位成像的接收線圈與現(xiàn)有技術(shù)中的腕部 接收線圈不同，其在主磁場(chǎng)中的放置方向和位置，使得容納于其收容腔中待成 像患肢的方向與主磁場(chǎng)方向相垂直，所以可以采用Loop型。而且，接收線圈703旋轉(zhuǎn)了90度后放置在患者腹部位置，當(dāng)作為腕線圈為 患者進(jìn)行腕部掃描成像時(shí)，患者的胳膊自然彎曲，手腕即可置于腕線圈的收容 腔中，此時(shí)患者所保持的姿勢(shì)，也比現(xiàn)有技術(shù)中的腕部線圈要舒服，能夠耐受 的時(shí)間也更長(zhǎng)。從圖7中還可以看出，當(dāng)接收線圈703用作腕線圈使用時(shí)，躺在病床704 上的患者，其腹部處于主磁體701產(chǎn)生的主磁場(chǎng)范圍中，將接收線圈703放置 在患者的腹部上方時(shí)，接收線圈703收容腔的方向與主磁場(chǎng)的方向相垂直。為了在給患者進(jìn)行腕部成像時(shí)保證線圈良好定位，以及為患者的提供更加舒適的成像環(huán)境，接收線圈703最好不直接放置在患者腹部上，所以本發(fā)明采 用設(shè)計(jì)一個(gè)托架702來定位接收線圈703。如圖7所示，托架702不僅使患者免受沉重的接收線圈703的壓迫，而且 也使得接收線圈703可以很穩(wěn)當(dāng)?shù)姆胖?，不必?fù)?dān)心患者身體在成像過程中的稍 微挪動(dòng)，導(dǎo)致接收線圈703也跟著移動(dòng)，進(jìn)而影響成像質(zhì)量。這個(gè)托架702在 患者躺到病床704上之后，擱在患者腹部上方位置，兩端立在病床704上。托 架702放置接收線圈703的平板與患者的腹部留有一定的間隙，以免患者腹部 受到壓迫。為了使不同體型的患者在同一個(gè)磁共振成像設(shè)備進(jìn)行磁共振成像時(shí)，都能 采用一個(gè)較舒適的姿勢(shì)躺在病床704上，本發(fā)明設(shè)計(jì)的托架702可以根據(jù)病床 704上患者的體型進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼{(diào)節(jié)。通過調(diào)節(jié)托架702的寬度和高度，來適應(yīng)病 床704上不同患者的體型。由于磁共振成像設(shè)備中患者患肢靠磁共振現(xiàn)象來獲取其內(nèi)部的物理結(jié)構(gòu)信 息，而且托架702本身也位于主磁體701所產(chǎn)生的磁場(chǎng)中，所以該托架702的 制作材料需滿足一定的要求。該材料最基本的性質(zhì)是需要滿足非鐵磁及電絕緣、 并具有良好的MRI兼容性，在實(shí)際應(yīng)用中比如可以采用環(huán)氧類玻璃鋼，熱塑或 熱固型塑料等材料。本發(fā)明也正是因?yàn)閷⒔邮站€圈703放置在患者腹部等靠近主磁場(chǎng)中心的位 置，所以使得該接收線圈703以及其收容腔中待成像患肢位于磁共振成像設(shè)備 的成像視野內(nèi)的中心位置附近。在設(shè)備的成像視野中心附近處，主磁體701所 產(chǎn)生的磁場(chǎng)均勻性更好，可以提高成像質(zhì)量，而不似現(xiàn)有技術(shù)中的腕線圈位于 患者身體兩側(cè)，幾乎超出MRI設(shè)備的成像視野。而且，使用多個(gè)線圈以及先進(jìn) 的去耦技術(shù)可以提高信噪比，同時(shí)擴(kuò)大成像范圍，并改進(jìn)圖像的均勻度。在上述設(shè)備的基礎(chǔ)上，本發(fā)明還提供了一種高場(chǎng)磁共振成像設(shè)備中的接收 線圈獲得高信噪比的方法，使用一個(gè)接收線圈在一個(gè)磁場(chǎng)中接收信號(hào)，所述的 接收線圈與該磁場(chǎng)的磁場(chǎng)方向相垂直。本發(fā)明所述的方法基于如圖7所示的高場(chǎng)磁共振成像設(shè)備進(jìn)行說明。該高 場(chǎng)磁共振成像設(shè)備主要包括主磁體701與接收線圈703。主磁體701的作用在于 產(chǎn)生主磁場(chǎng)，接收線圈703形成的結(jié)構(gòu)為用于容納待成像患肢的收容腔，用于 接收患者待成像患肢發(fā)出的信號(hào)。接收線圈703與主磁體701所產(chǎn)生的磁場(chǎng)方向相垂直。接收線圈703使用如單線圈、螺線管線圈，亥姆霍茲線圈組等Loop型線圈， 當(dāng)該接收線圈703位于主磁體701所產(chǎn)生的主磁場(chǎng)范圍內(nèi)時(shí)，其放置方向和位 置使得容納于收容腔中的患肢的方向與主磁場(chǎng)方向相垂直。當(dāng)本發(fā)明中的接收線圈703作為用于患者手腕部位進(jìn)行成像的腕線圈使用 時(shí)，接收線圈703收容腔的方向與主磁場(chǎng)的方向相垂直，使得容納于該收容腔 中患肢的方向與主磁場(chǎng)方向相垂直。在本發(fā)明中的接收線圈703設(shè)計(jì)為腕線圈使用時(shí)，還通過一個(gè)托架702將 接收線圈703定位在患者腹部上方，以免接收線圈703直接置于患者腹部給患 者帶來不適，并影響成像質(zhì)量。對(duì)于現(xiàn)有的應(yīng)用于中低場(chǎng)MRI設(shè)備的Loop型腕線圈，在對(duì)其RF進(jìn)行一些 必要的調(diào)整之后，比如將其接收頻率改為高場(chǎng)MRI設(shè)備對(duì)應(yīng)的接收頻率，沿用 其原有外殼等結(jié)構(gòu)件及電子元器件，從而可在短時(shí)間內(nèi)就開發(fā)出適用于高場(chǎng)MRI設(shè)備的新型腕線圈。本發(fā)明中的接收線圈放置在患者腹部等主磁場(chǎng)靠近中心的位置，使得該接 收線圈以及其收容腔中待成像患肢位于磁共振成像設(shè)備的成像視野內(nèi)的中心位 置附近，提高了成像質(zhì)量。而且，使用多個(gè)線圈以及先進(jìn)的去耦技術(shù)可提高接 收線圈的信噪比，同時(shí)擴(kuò)大成像范圍，并改進(jìn)圖像的均勻度。
權(quán)利要求
1. 一種高場(chǎng)磁共振成像設(shè)備，至少包括主磁體(701)與接收線圈(703)，其中所述主磁體(701)產(chǎn)生主磁場(chǎng)，所述接收線圈(703)位于所述主磁場(chǎng)內(nèi)，且成一收容腔，其特征在于，所述接收線圈(703)的收容腔與所述主磁場(chǎng)的方向垂直。
2、 如權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其特征在于，所述接收線圈(703)為環(huán)型 線圈。
3、 如權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其特征在于，所述接收線圈(703)為腕線圈。
4、 如權(quán)利要求1所述的設(shè)備，進(jìn)一步包括托架(702)，所述接收線圈(703) 固定在所述的托架(702)上。
5、 如上述權(quán)利要求任意一項(xiàng)所述的設(shè)備，其特征在于，所述接收線圈(703) 位于所述磁共振成像設(shè)備的成像視野內(nèi)。
6、 一種高場(chǎng)磁共振成像設(shè)備的接收線圈獲得高信噪比的方法，使用一接收 線圈(703)在一磁場(chǎng)中接收信號(hào)，其特征在于，使所述接收線圈(703)與所 述磁場(chǎng)的方向垂直。
7、 如權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于，所述接收線圈(703)為環(huán)型 線圈。
8、 如權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于，所述接收線圈(703)為腕線
9、如權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于，將所述接收線圈(703)設(shè)置 在所述高場(chǎng)磁共振成像設(shè)備的成像視野內(nèi)。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種高場(chǎng)磁共振成像設(shè)備及其接收線圈獲得高信噪比的方法。本發(fā)明所述設(shè)備至少包括主磁體與接收線圈，其中所述主磁體產(chǎn)生主磁場(chǎng)，所述接收線圈位于所述主磁場(chǎng)內(nèi)，且成一收容腔。所述接收線圈的收容腔與所述主磁場(chǎng)的方向相垂直，且位于本發(fā)明所述設(shè)備的成像視野內(nèi)。本發(fā)明設(shè)備所述的接收線圈為環(huán)型線圈。本發(fā)明設(shè)備可進(jìn)一步包括用于固定所述接收線圈的托架。本發(fā)明所述方法使用一接收線圈在一磁場(chǎng)中接收信號(hào)，其中所述接收線圈與所述磁場(chǎng)的方向垂直。采用本發(fā)明所述的設(shè)備及與其對(duì)應(yīng)的方法，由于接收線圈可采用環(huán)型設(shè)計(jì)，提高了信噪比；并且可將接收線圈放置在更靠近成像視野中心的位置，從而提高成像質(zhì)量。
文檔編號(hào)A61B5/055GK101256223SQ20071006409
公開日2008年9月3日 申請(qǐng)日期2007年2月28日 優(yōu)先權(quán)日2007年2月28日
發(fā)明者汪堅(jiān)敏, 洋 王, 薛廷強(qiáng), 賀增合 申請(qǐng)人:西門子(中國(guó))有限公司